Переробка вуглеводневого газу

Реферат: Описано спосіб видобування етану, етилену, пропану, пропілену і більш важких вуглеводневих компонентів з потоку вуглеводневого газу. Потік охолоджують і розділяють на перший і другий потоки. Перший потік охолоджують далі, щоб істотно сконденсувати його, а потім розширюють до робочого тиску в ректифікаційній колоні, нагрівають і подають у ректифікаційну колону у верхню точку введення живлення в середній частині колони. Другий потік розширюють до тиску в ректифікаційній колоні і потім подають у колону в точку введення живлення в середній частині колони. Потік відігнаної пари виводять із колони вище точки введення живлення другого потоку і потім спрямовують у теплообмінник для обміну теплом з розширеним охолодженим першим потоком і потоком пари верхнього погону колони, щоб охолодити потік відігнаної пари і сконденсувати щонайменше частину його з утворенням конденсованого потоку. UA 108084 C2 (12) UA 108084 C2 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 РІВЕНЬ ТЕХНІКИ [0001] Цей винахід відноситься до способу і установки для розподілення газу, що містить вуглеводні. [0002] Етилен, етан, пропілен, пропан і/або більш важкі вуглеводні можна видобувати з різних газів, таких як природний газ, газ нафтопереробних підприємств і потоки синтетичного газу, одержувані з інших вуглеводневих матеріалів, таких як вугілля, сира нафта, лігроїн, нафтоносні сланці, гудроновий пісок і лігніт. Природний газ зазвичай містить в основному метан і етан, наприклад, вміст етану і метану разом становить щонайменше 50 мольних відсотків від усього газу. Газ також містить відносно менші кількості більш важких вуглеводнів, таких як пропан, бутан, пентан і тому подібні речовини, а також водень, азот, діоксид вуглецю та інші гази. [0003] Цей винахід в основному відноситься до видобування етилену, етану, пропілену, пропану та більш важких вуглеводнів з таких газових потоків. Типовий склад газового потоку, що підлягає переробці згідно з цим винаходом, приблизно такий (у мольних відсотках): 80,8% метану, 9,4% етану та інших C2 компонентів, 4,7% пропану та інших C3 компонентів, 1,2% ізобутану, 2,1% нормального бутану і 1,1% пентану плюс азот і діоксид вуглецю до балансу в 100%. Іноді також присутні сірковмісні гази. [0004] Історично циклічні коливання цін на природний газ і компоненти його газоконденсатної рідини (ГКР) часом зменшували додаткову цінність етану, етилену, пропану, пропілену та більш важких компонентів як рідких продуктів. Це привело до попиту на способи, які можуть забезпечити ефективніший видобуток цих продуктів, на способи, які можуть забезпечити ефективний видобуток з меншими капітальними вкладеннями, і на способи, які можна легко адаптувати або налаштувати на видобуток конкретного компонента в широких межах. Наявні способи розподілення цих матеріалів включають способи, засновані на охолодженні і заморожуванні газу, абсорбції нафти і абсорбції замороженої нафти. Крім того, усе популярнішими стають кріогенні способи завдяки наявності економічного обладнання, що виробляє енергію при розширенні, і видобування тепла з газу, що переробляється. Залежно від тиску джерела газу, його збагаченості леткими компонентами (вміст етану, етилену і більш важких вуглеводнів) і бажаних кінцевих продуктів, можна використовувати кожен з цих способів або їх сполучення. [0005] Спосіб кріогенного розширення газу наразі найкращий для видобування компонентів газоконденсатних рідин, оскільки він забезпечує максимальну простоту з легкістю запуску установки, операційну гнучкість, високу ефективність, безпеку і високу надійність. Патенти США №№: 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278457; 4519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4854955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617; 7219513; перевидання Патенту США № 33408; і одночасно розглянуті заявки №№: 11/430412; 11/839693; 11/971491; 12/206230; 12/689616; 12/717394; 12/750862; 12/772472; і 12/781259 описують відповідні способи (хоча опис цього винаходу в деяких випадках засновано на інших умовах переробки у порівнянні з описаними в цитованих Патентах США). [0006] У типовому способі видобування газів шляхом кріогенного розширення потік сировинного газу, що входить під тиском, охолоджують у теплообміннику за допомогою інших потоків переробки і/або за допомогою зовнішніх джерел охолодження, таких як пропанова система стиснення-охолодження. Коли газ охолоджується, рідини можна конденсувати і збирати в одному або більше сепараторах як рідини високого тиску, що містять деякі з бажаних C2+ компонентів. Залежно від збагаченості газу леткими компонентами і кількості рідин, що утворилася, рідини під високим тиском можна розширити до нижчого тиску і фракціонувати. Випарювання рідин під час їхнього розширення приводить до подальшого охолодження потоку. У тих самих умовах попереднє охолодження рідин, що перебувають під високим тиском, перед розширенням може бути бажаним, щоб ще більше знизити температуру в результаті розширення. Розширений потік, що представляє собою суміш рідини і пари, фракціонують у дистиляційній (деметанізаторі або деетанізаторі) колоні. У колоні розширений охолоджений потік(потоки) переганяють, щоб відокремити залишковий газ, що містить метан, азот та інші леткі гази у вигляді верхнього погона, від бажаних C2 компонентів, C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів у вигляді кубової рідини або, щоб відокремити залишковий газ, що містить метан, C2 компоненти, азот та інші леткі гази у вигляді верхнього погона, від бажаних C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів у вигляді кубової рідини. [0007] Якщо сировинний газ конденсується не повністю (зазвичай так і відбувається), то пару, що залишилася після часткової конденсації, можна розділити на два потоки. Одна частина пари проходить через робочу розширювальну машину або двигун, або розширювальний клапан 1 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 до зменшення тиску, і при цьому додаткова кількість рідини конденсується внаслідок подальшого охолодження потоку. Тиск після розширення приблизно такий самий, як тиск, при якому працює дистиляційна колона. Об'єднані паро-рідкі фази, отримані в результаті розширення, спрямовують як подачу в колону. [0008] Частину пари, що залишилася, охолоджують до істотної конденсації в теплообміннику, охолоджуваному іншими потоками переробки газу, наприклад, холодним верхнім погоном ректифікаційної колони. Частину або всю рідину високого тиску можна об'єднати з цією частиною пари перед охолодженням. Отриманий холодний потік потім розширюють за допомогою відповідного пристрою для розширення, такого як розширювальний клапан, до тиску, при якому працює деметанізатор. Під час розширення частина рідини випаровується, що приводить до охолодження всього потоку. Однократно розширений потік потім спрямовують як верхню подачу в деметанізатор. Зазвичай частину пари з однократно розширеного потоку і верхній погон пари з деметанізатора поєднують у верхній сепараційній секції ректифікаційної колони з одержанням залишкового метановмісного газу. Альтернативно охолоджений і розширений потік можна подавати в сепаратор, щоб забезпечити потоки пари і рідини. Пару поєднують з верхнім погоном ректифікаційної колони, а рідину спрямовують у колону у вигляді верхньої подачі. [0009] При ідеальному проведенні розподілення газів в такий спосіб, залишковий газ містить в основному весь метан, що містився в сировинному газі, і не містить практично жодних з більш важких вуглеводневих компонентів, а кубові фракції, що виходять з деметанізатора, містять в основному усі з більш важких вуглеводневих компонентів і практично не містять метан або більш леткі компоненти. Однак, на практиці ідеальної ситуації не спостерігається, оскільки звичайний деметанізатор працює головним чином як стріппінг-колона, тобто колона для відгону легких фракцій. Тому метановмісний продукт, як правило, складається з пари, що виходить з верхнього щабля ректифікаційної колони, і пари, що не піддана ректифікації на будь-якому щаблі. Значні втрати компонентів C2, C3, і C4+ мають місце, оскільки верхня подача рідини в колону зазвичай містить значні кількості цих компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів, що приводить до відповідних рівноважних кількостей C2 компонентів, C3 компонентів, C4 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів у парі, що виходить з верхнього щабля ректифікації в деметанізаторі. Втрату цих бажаних компонентів можна істотно знизити, якщо домогтися, щоб пара, що піднімається, контактувала зі значною кількістю рідини (флегми), здатної абсорбувати C2 компоненти, C3 компоненти, C4 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти з пари. [00010] В останні роки в способах розподілення вуглеводневого газу, що почали широко застосовувати, використовують верхню секцію колони як абсорбер, що забезпечує додаткову ректифікацію пари, що піднімається. Джерелом флегмового потоку для верхньої секції ректифікаційної колони зазвичай є циркуляційний потік залишкового газу, що подається під тиском. Циркуляційний потік залишкового газу зазвичай охолоджують до істотної конденсації пари шляхом теплообміну з іншими потоками переробки газу, наприклад, холодним верхнім погоном ректифікаційної колони. Потім істотно конденсований потік розширюють за допомогою відповідного пристрою для розширення газу, наприклад, розширювального клапана, до тиску, при якому працює деметанізатор. Під час розширення частина рідини зазвичай випаровується, що приводить до охолодження всього потоку. Потім однократно розширений потік подають як верхню подачу у деметанізатор. Зазвичай частину пари розширеного потоку і пару верхнього погона деметанізатора поєднують у верхній сепараційній секції ректифікаційної колони, одержуючи залишковий метановмісний газ. Альтернативно охолоджений і розширений потік можна спрямувати в сепаратор, щоб забезпечити потоки пари і рідини, після чого пару поєднують з верхнім погоном, а рідина надходить для живлення колони у вигляді верхньої подачі. Типові схеми способу розподілення цього типу описані в Патентах США №№ 4889545; 5568737; і 5881569, заявці ліцензіата, що одночасно розглядається, № 12/717394 та у публікації 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, 2002. На жаль, ці процеси вимагають використання компресора для стискання, що забезпечує рушійну силу для рециркуляції флегмового потоку в деметанізаторі, а це збільшує як капітальні, так і експлуатаційні витрати підприємств, що застосовують ці способи. [00011] Цей винахід також використовує верхню секцію для ректифікації (або окрему ректифікаційну колону, якщо розмір підприємства або інші фактори дозволяють використовувати окремі ректифікаційну і стріппінг-колону). Однак, флегмовий потік для цієї секції ректифікації забезпечується шляхом використання бічного погона пари, що піднімається в 2 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нижній частині колони. Через відносно високу концентрацію компонентів C2 у парі, що опускається в колоні, значну кількість рідини можна сконденсувати в цьому потоці бічного погона без підвищення його тиску, часто використовуючи тільки охолодження за допомогою холодної пари, що виходить з верхньої ректифікаційної секції колони, і однократно розширеного істотно конденсованого потоку. Цю конденсовану рідину, що містить головним чином рідкий метан, можна використовувати для абсорбції C2 компонентів, C3 компонентів, C4 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів з пари, що піднімається по верхній ректифікаційній секції, і в такий спосіб захопити ці цінні компоненти в рідкий кубовий продукт із деметанізатора. [00012] Раніше таку схему з бічним погоном використовували в системах видобування C3+, як показано в Патенті завника США № 5799507, а також у системах видобування C2+, як показано в Патенті заявника США № 7191617 і в одночасно розглянутих заявках № 12/206230 і 12/781259. Дивно, але заявники виявили, що використання однократно розширеного істотно конденсованого потоку для забезпечення частини охолодження бічного потоку на схемі, заявленої патентовласником в одночасно розглянутих заявках №12/206230 і № 12/781259 підвищує видобуток C2+ і ефективність системи без збільшення операційних витрат. [00013] Згідно з цим винаходом виявлено, що можна досягти видобування C2 вище 87% і C3 і C4+ вище 99% без необхідності стискання флегмового потоку для деметанізатора. Цей винахід забезпечує подальшу перевагу, яка полягає в тому, що зберігається видобуток компонентів C3 і C4+ вище 99%, у той час як видобуток компонентів C2 регулюється від високих до низьких значень. Крім того, цей винахід уможливлює практично 100% відділення метану і більш легких компонентів від C2 компонентів і більш важких компонентів при тих самих енергетичних витратах у порівнянні з попереднім рівнем техніки при збільшенні рівнів видобування. Цей винахід, хоча і може застосовуватися при нижчих тисках і вищих температурах, особливо вигідний при переробці сировинних газів у діапазоні від 2758 до 10342 кПa або вище в умовах, коли переробка ГКР вимагає, щоб температура у верхній частині колони підтримувалася на рівні - 46°C або нижче. [00014] Для кращого розуміння цього винаходу зроблені посилання на наступні приклади і фігури. Посилання на фігури: [00015] ФІГ.1 – блок-схема промислової установки з переробки природного газу, що базується на відомому способі переробки газів і виконана згідно з патентом США № 5890378; [00016] ФІГ.2 – блок-схема промислової установки з переробки природного газу, що базується на відомому способі переробки газів і виконана згідно з патентом США 7191617; [00017] ФІГ.3 – блок-схема промислової установки з переробки природного газу, що базується на відомому способі переробки газів і виконана відповідно до заявки патентовласника, що розглядається односасно з іншими заявками, № 12/206230; [00018] ФІГ. 4 – блок-схема промислової установки переробки природного газу, виконана згідно з цим винаходом; і [00019] ФІГ. 5-8 – блок-схеми, що ілюструють альтернативні способи застосування цього винаходу до потоку природного газу. [00020] У поясненнях до вищевказаних фігур і таблиць наведені дані, що узагальнюють швидкості потоків, розраховані для представлених способів розподілення. У наведених в даному документі таблицях значення швидкостей потоків (у моль/год) округлені до найближчого цілого числа для зручності. Підсумкові швидкості потоків, відображені в таблицях, містять у собі всі невуглеводневі компоненти і, отже, їхнє значення в основному вище, ніж сума швидкостей потоків для вуглеводневих компонентів. Зазначені в таблицях температури є приблизними, округленими до найближчого градуса. Слід також зазначити, що проектні технологічні розрахунки, виконані з метою порівняння описуваних способів, засновані на припущенні, що не відбувається витоку тепла в навколишнє середовище і навпаки передачі тепла від навколишнього середовища установці. Якість ізолюючих матеріалів, що промислово випускаються, є достатньою для такого припущення і це припущення таке, яке зазвичай і роблять фахівці в даній галузі. [00021] Для зручності параметри способу зазначені як у традиційних британських одиницях, так і в Міжнародній системі одиниць (СІ). Молярні швидкості потоків, наведені в таблицях, можна інтерпретувати або як фунт-моль/год або кг-моль/год. Енергоспоживання подане в кінських силах (к.с.) і/або тисячах британських теплових одиниць на годину (MБTО/год) і відповідає зазначеним мольним швидкостям потоків у фунт-моль/год. Енергоспоживання, виражене через кіловати (кВт), відповідає зазначеним мольним швидкостям потоків у кгмоль/год. ОПИС ВІДОМОГО РІВНЯ ТЕХНІКИ [00022] ФІГ.1 – блок-схема установки з переробки природного газу для видобування 3 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 компонентів C2+ з природного газу, що базується на відомому способі переробки і виконана згідно з патентом США № 5890378. У цій моделі способу переробки вхідний газ надходить на установку при температурі 29°C і тиску 6688 кПa як потік 31. Якщо вхідний газ містить сполуки сірки в такій концентрації, що не задовольняє відповідні специфікації на продуктові потоки, то ці сполуки сірки видаляють шляхом відповідної попередньої обробки сировинного газу (схему не зображено). Крім того, сировинний газ зазвичай зневоднюють, щоб запобігти утворенню води (льоду) у кріогенних умовах. З цією метою зазвичай використовують твердий осушувач. [00023] Сировинний потік 31 охолоджують у теплообміннику 10 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45b), рідинами нижнього бічного ребойлера деметанізатора при 0C (потік 40) і пропановим холодоагентом. Зверніть увагу, що у всіх випадках теплообмінник 10 являє собою або кілька окремих теплообмінників, або один багатоходовий теплообмінник, або будь-яке їх сполучення. (Рішення про те, чи варто використовувати більше одного теплообмінника для зазначених холодоагентів, залежить від ряду факторів, включаючи, але не обмежуючись цим, швидкість потоку вхідного газу, розмір теплообмінника, температуру потоку тощо). Охолоджений потік 31a надходить у сепаратор 11 при температурі -18C і тиску 6584 кПа, де пару (потік 32) відокремлюють від рідини, що сконденсувалася (потік 33). Рідина з сепаратора (потік 33) розширюється до робочого тиску (приблизно 3061 кПа) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до температури 33°C, перш ніж він надійде в ректифікаційну колону 20 у першу нижню точку введення живлення в середній частині колони. [00024] Пару (потік 32) із сепаратора 11 далі охолоджують у теплообміннику 13 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45a) і рідинами з верхнього бічного ребойлера деметанізатора при -39°C (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить у сепаратор 14 при 35C і тиску 6550 кПа, де пару (потік 34) відокремлюють від рідини, що сконденсувалася (потік 37). Рідина із сепаратора (потік 37) розширюється до робочого тиску ректифікаційної колони за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -54°C, перш ніж він надійде у ректифікаційну колону 20 у другу нижню точку введення живлення в середній частині колони. [00025] Пару (потік 34) із сепаратора 14 розділяють на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить близько 39% усієї пари, проходить через теплообмінник 15, обмінюючись теплом з холодним залишковим газом (потік 45), де охолоджується до істотної конденсації. Потім отриманий істотно конденсований потік 35a при температурі -86°C однократно розширюється за допомогою розширювального клапана 16 до тиску, що трохи перевищує робочий тиск у ректифікаційній колоні 20. Під час розширення частина потоку випаровується, що приводить до подальшого охолодження всього потоку. У цьому способі, зображеному на ФІГ. 1, розширений потік 35b, виходячи з розширювального клапана 16, досягає температури -90°C. Розширений потік 35b нагрівають до -88°C з подальшим випаром у теплообміннику 22, при цьому він охолоджує і частково конденсує потік відігнаної пари 42, виведений зі стріппінг-секції 20b ректифікаційної колони 20. Нагрітий потік 35с потім подають у верхню точку введення живлення в середній частині колони в абсорбційну секцію 20а ректифікаційної колони 20. [00026] 61% пари, що залишилася, із сепаратора 14 (потік 36) надходить у робочу розширювальну машину 17, у якій енергія цієї пари високого тиску перетворюється в механічну енергію. У розширювальній машині 17 відбувається практично ізоентропійне розширення пари до робочого тиску ректифікаційної колони зі здійсненням роботи розширення і охолодженням розширеного потоку 36a до температури приблизно -66°C. Типові промислові розширювальні машини здатні одержувати близько 80-85% роботи, теоретично доступної при ідеальному ізоентропійному розширенні. Цю роботу часто використовують для приведення в дію відцентрового компресора (наприклад, позиція 18), який можна використовувати для повторного стискання залишкового газу (потік 45c), наприклад. Потім частково конденсований розширений потік 36а спрямовують у ректифікаційну колону 20 у точку введення живлення середньої частини колони. [00027] Деметанізатор у колоні 20 являє собою звичайну дистиляційну колону, що складається з безлічі вертикально розташованих, з інтервалами, тарілок, одного або більше шарів насадки, або з комбінації тарілок і шарів насадки. Колона деметанізації складається з двох секцій: верхньої абсорбційної (ректифікаційної) секції 20a, що має тарілки і/або насадки, які забезпечують необхідний контакт між частинами пари розширених потоків 35с і 36a, які піднімаються вгору, і холодною рідиною, що опускається вниз, щоб сконденсувати і абсорбувати компоненти C2, компоненти C3 і більш важкі компоненти; і нижньої стріппінг-секції 20b, що має тарілки і/або насадки, які забезпечують необхідний контакт між рідинами, що опускаються вниз, і парою, що піднімається вгору. Секція деметанізації 20b також оснащена одним або більше ребойлерами (такими як ребойлер 21 і бічні ребойлери, описані раніше), які нагрівають і 4 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 випаровують частину рідин, що стікають вниз по колоні, щоб забезпечити відгін легких фракцій, що піднімаються вгору по колоні, щоб відокремити рідкий продукт, потік 41, від метану і більш легких компонентів. Потік 36a надходить у деметанізатор 20 у проміжну точку введення живлення, розташовану в нижній частині абсорбційної секції 20a деметанізатора 20. Рідка частина розширеного потоку 36a змішується з рідинами, що опускаються вниз з абсорбційної секції 20a, і об'єднана рідина продовжує рух вниз у стріппінг-секцію 20b деметанізатора 20. Парова частина розширеного потоку 36a піднімається вгору по абсорбційній секції 20a і контактує з холодною рідиною, що опускається вниз, щоб сконденсувати та абсорбувати компоненти C2, компоненти C3 і більш важкі компоненти. [00028] Частину відігнаної пари (потік 42) виводять з верхньої зони стріппінг-секції 20b. Потім цю пару охолоджують і частково конденсують (потік 42a) у теплообміннику 22 шляхом теплообміну з розширеним істотно конденсованим потоком 35b, як описано раніше, при цьому охолоджуючи потік 42 від -71°C до приблизно -89°C (потік 42a). Робочий тиск (3038 кПа) у флегмовому сепараторі 23 підтримують трохи нижче робочого тиску в деметанізаторі 20. Це забезпечує рушійну силу, що змушує потік відігнаної пари 42 проходити через теплообмінник 22 і, потім, у флегмовий сепаратор 23, де конденсовану рідину (потік 44) відокремлюють від будьякої несконденсованої пари (потік 43). [00029] Потік рідини 44 із флегмового сепаратора 23 підкачують насосом 24 до тиску трохи вище робочого тиску в деметанізаторі 20, і потім потік 44a подають у вигляді холодної верхньої подачі (флегми) у деметанізатор 20 при -89°C. Цей потік рідини абсорбує і конденсує компоненти C3 і більш важкі компоненти, що піднімаються у верхній зоні ректифікації в абсорбційній секції 20a деметанізатора 20. [00030] Потік рідкого продукту 41 виходить із куба колони при 44°C; співвідношення метан:етан у кубовому продукті відповідає типовій специфікації співвідношення метану до етану, що дорівнює 0,025:1 (молярне співвідношення). Холодний потік верхнього погона деметанізатора 38 виходить з верху деметанізатора 20 при -89°C і поєднується з потоком пари 43 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45 при -89°C. Холодний потік залишкового газу 45 проходить протитечією до вхідного сировинного газу в теплообмінник 15, де він нагрівається до -38°C (потік 45a), теплообмінник 13, де він нагрівається до -21°C (потік 45b), і теплообмінник 10, де він нагрівається до 27°C (потік 45c). Потім залишковий газ повторно стискають протягом двох стадій. На першій стадії газ стискають компресором 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17. На другій стадії газ стискають компресором 25, що приводиться в дію додатковим джерелом живлення, що стискає залишковий газ (потік 45d) до тиску в трубопроводі, при якому газ надходить у продаж. Після охолодження до 49°C у випускному холодильнику 26 залишковий газ (потік 45f) спрямовують для продажу в трубопровід при тиску 6998 кПа, достатньому, щоб відповідати вимогам, що ставляться до тиску в трубопроводі (зазвичай відповідно тиску на вході). [00031] Узагальнені дані про швидкості потоків і енергоспоживання для способу переробки, зображеного на ФІГ. 1, представлені в наступній таблиці: 40 5 UA 108084 C2 Таблиця I (ФІГ. 1) Узагальнені дані про швидкості потоків, виражені в кг-моль/год Потік 31 32 33 34 37 35 36 38 42 43 44 45 41 Метан 53228 49244 3984 47282 1962 18582 28700 44854 12398 8242 4156 53096 132 Етан 6192 4670 1522 4037 633 1587 2450 790 720 135 585 925 5267 Видобування* Етан Пропан Бутан+ Потужність Стискання залишкового газу Стискання холодоагента Разом на стискання Пропан 3070 1650 1420 1178 472 463 715 11 42 2 40 13 3057 Бутан+ 2912 815 2097 405 410 159 246 0 3 0 3 0 2912 Разом 65876 56795 9081 53293 3502 20944 32349 45920 13270 8421 4849 54341 11535 85,05% 99,57% 99,99% 24134 7743 31877 к.с. к.с. к.с. [ [ [ 39676 12729 52405 кВт] кВт] кВт] * (На основі не округлених значень швидкостей потоків) 5 10 15 20 25 30 [00032] На ФІГ. 2 представлений альтернативний існуючий спосіб переробки згідно з патентом США №. 7191617. Спосіб переробки на ФІГ. 2 застосовують для переробки газу такого ж складу і характеристик, як описано вище на ФІГ. 1. У моделі цього способу, як і в моделі для способу на ФІГ. 1, робочі умови переробки обрані з метою мінімізації енергоспоживання для даного рівня видобування. [00033] У моделі способу на ФІГ. 2 вхідний газ надходить на підприємство як потік 31 і охолоджується в теплообміннику 10 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45b), рідинами нижнього бічного ребойлера деметанізатора при 0C (потік 40) і пропановим холодоагентом. Охолоджений потік 31a надходить у сепаратор 11 при -18C і 6584 кПа, де пару (потік 32) відокремлюють від конденсованої рідини (потік 33). Рідину з сепаратора (потік 33) розширюють до робочого тиску (приблизно 3103 кПа) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до -33°C, перш ніж подати його в ректифікаційну колону 20 у першу нижню точку введення живлення в середній частині колони. [00034] Пару (потік 32) з сепаратора 11 далі охолоджують у теплообміннику 13 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45a) і рідинами верхнього бічного ребойлера деметанізатора при -39°C (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить у сепаратор 14 при 34C і 6550 кПа, де пару (потік 34) відокремлюють від конденсованої рідини (потік 37). Рідину з сепаратора (потік 37) розширюють до робочого тиску ректифікаційної колони за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -53°C, перш ніж подати його в ректифікаційну колону 20 у другу нижню точку введення живлення в середній частині колони. [00035] Пару (потік 34) із сепаратора 14 розділяють на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить близько 37% усієї пари, проходить через теплообмінник 15, обмінюючись теплом з холодним залишковим газом (потік 45), де істотно охолоджується. Потім отриманий істотно конденсований потік 35a при -82°C однократно розширюють за допомогою розширювального клапана 16 до робочого тиску ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, що приводить до охолодження потоку 35b до -89°C, перш ніж його подадуть у ректифікаційну колону 20 у верхню точку введення живлення в середній частині колони. 6 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 [00036] Інші 63% пари із сепаратора 14 (потік 36) надходять у робочу розширювальну машину 17, у якій енергія цієї частини пари високого тиску перетворюється в механічну енергію. У розширювальній машині 17 відбувається практично ізоентропійне розширення пари до робочого тиску ректифікаційної колони з роботою розширення та охолодженням розширеного потоку 36a до температури приблизно -65°C. Частково конденсований розширений потік 36a потім подають у ректифікаційну колону 20 у точку введення живлення середньої частини колони. [00037] Частину відігнаної пари (потік 42) виводять із верхньої зони стріппінг-секції в ректифікаційній колоні 20. Потім цей потік охолоджують від -68°C до -86°C і частково конденсують (потік 42a) у теплообміннику 22 шляхом теплообміну з холодним потоком верхнього погона деметанізатора 38, що виходить з верхньої частини деметанізатора 20 при 88°C. Холодний потік верхнього погона деметанізатора трохи нагрівають до -84°C (потік 38a), при цьому охолоджується і щонайменше частково конденсується потік 42. [00038] Робочий тиск (3079 кПа) у флегмовому сепараторі 23 підтримують трохи нижче робочого тиску деметанізатора 20. Це забезпечує рушійну силу, що змушує потік відігнаної пари 42 проходити через теплообмінник 22 і далі у флегмовий сепаратор 23, де конденсовану рідину (потік 44) відокремлюють від будь-якої неконденсованої пари (потік 43). Потік 43 потім поєднують з нагрітим потоком верхнього погона деметанізатора 38a з теплообмінника 22 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45 при -84°C. [00039] Потік рідини 44 із флегмового сепаратора 23 підкачують насосом 24 до тиску, що трохи перевищує робочий тиск деметанізатора 20, і потім потік 44a подають у вигляді холодної верхньої подачі (флегми) у деметанізатор 20 при -85°C. Ця холодна рідка флегма абсорбує і конденсує C3 компоненти та більш важкі компоненти, що піднімаються у верхній зоні ректифікації абсорбційної секції деметанізатора 20. [00040] Потік рідкого продукту 41 виходить із куба колони 20 при 45°C. Холодний потік залишкового газу 45 проходить протитечією до вхідного сировинного газу в теплообмінник 15, де нагрівається до -38°C (потік 45a), теплообмінник 13, де нагрівається до -20°C (потік 45b) і теплообмінник 10, де нагрівається до 27°C (потік 45c), при цьому охолоджуючи інші потоки, як описано раніше. Потім залишковий газ повторно стискають протягом двох стадій за допомогою компресора 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17, і компресора 25, що приводиться в дію додатковим джерелом енергії. Після охолодження потоку 45е до 49°C у випускному холодильнику 26 залишковий газ (потік 45f) спрямовують для продажу у трубопровід при тиску 6998 кПа. [00041] Узагальнені дані про швидкості потоків і енергоспоживання для способу переробки, зображеного на ФІГ. 2, представлені в наступній таблиці: Таблиця II (ФІГ. 2) Узагальнені дані про швидкості потоків, виражені в кг-моль/год Потік 31 32 33 34 37 35 36 38 42 43 44 45 41 Метан 53228 49244 3984 47440 1804 17553 29887 48675 5555 4421 1134 53096 132 Етан 6192 4670 1522 4081 589 1510 2571 811 373 113 260 924 5268 Пропан 3070 1650 1420 1204 446 445 759 23 22 2 20 25 3045 7 Бутан+ 2912 815 2097 420 395 155 265 1 2 0 2 1 2911 Разом 65876 56795 9081 53536 3259 19808 33728 49805 6000 4562 1438 54367 11509 UA 108084 C2 Видобування* Етан Пропан Бутан+ Потужність Стискання залишкового газу Стискання холодоагента Разом на стискання 85,08% 99,20% 99,98% 23636 7561 31197 к.с. к.с. к.с. [ [ [ 38857 12430 51287 кВт] кВт] кВт] * (На основі неокруглених значень швидкостей потоків) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 [00042] Порівняння даних, наведених у Таблицях I і II, показує, що в порівнянні зі способом на ФІГ. 1 спосіб переробки газу, представлений на ФІГ. 2, забезпечує по суті таке ж видобування етану (85,08% у порівнянні з 85,05%) і видобування бутану+ (99,98% у порівнянні 99,99%), але видобування пропану зменшується з 99,57% до 99,20%. Однак, подальше порівняння даних, наведених у Таблицях I і II, показує, що потреба в електроенергії для способу на ФІГ. 2 приблизно на 2% нижча, ніж для способу на ФІГ. 1. [00043] На ФІГ.3 представлений альтернативний відомий спосіб, описаний у спільній заявці № 12/206230. Спосіб на ФІГ. 3 застосований для переробки сировинного газу того самого складу і характеристик, як описано для способів на ФІГ. 1 і 2. У моделі цього способу, як і в моделі для способу на ФІГ. 1 і 2, робочі умови обрані з метою мінімізації енергоспоживання для даного рівня видобування. [00044] У моделі способу на ФІГ. 3 вхідний газ надходить на підприємство як потік 31 і охолоджується в теплообміннику 10 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45b), рідинами нижнього бічного ребойлера деметанізатора при 2C (потік 40) і пропановим холодоагентом. Охолоджений потік 31a надходить у сепаратор 11 при -17C і тиску 6584 кПа, де пару (потік 32) відокремлюють від конденсованої рідини (потік 33). Рідину із сепаратора (потік 33) розширюють до робочого тиску (приблизно 3116 кПа) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи при цьому потік 33a до -32°C, перш ніж його подадуть у ректифікаційну колону 20 у першу нижню точку введення живлення в середній частині колони. [00045] Пару (потік 32) із сепаратора 11 далі охолоджують у теплообміннику 13 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45a) і рідинами верхнього бічного ребойлера деметанізатора при -38°C (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить у сепаратор 14 при 35C і тиску 6550 кПa, де пару (потік 34) відокремлюють від конденсованої рідини (потік 37). Рідину із сепаратора (потік 37) розширюють до робочого тиску ректифікаційної колони за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -54°C, перш ніж його подадуть у ректифікаційну колону 20 у другу нижню точку введення живлення в середній частині колони. [00046] Пару (потік 34) із сепаратора 14 розділяють на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить близько 38% усієї пари, проходить через теплообмінник 15, обмінюючись теплом з холодним залишковим газом (потік 45), де він охолоджується та істотно конденсується. Отриманий істотно конденсований потік 35a при -84°C потім однократно розширюють за допомогою розширювального клапана 16 до робочого тиску ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, у результаті чого потік 35b охолоджується до -90°C, перш ніж його подадуть у ректифікаційну колону 20 у верхню точку введення живлення в середній частині колони. [00047] Інші 62% пари із сепаратора 14 (потік 36) надходять у робочу розширювальну машину 17, у якій енергія цієї пари високого тиску перетворюється в механічну енергію. У розширювальній машині 17 відбувається практично ізоентропійне розширення пари до робочого тиску ректифікаційної колони зі здійсненням роботи розширення та охолодженням розширеного потоку 36a до температури приблизно -65°C. Частково конденсований розширений потік 36a потім подають як живлення в ректифікаційну колону 20 у точку введення живлення в середній частині колони. [00048] Частину відігнаної пари (потік 42) виводять із проміжної зони абсорбційної секції в ректифікаційній колоні 20 вище точки живлення колони розширеним потоком 36a у нижній зоні абсорбційної секції. Цей потік відігнаної пари 42 потім охолоджують від -74°C до -86°C і частково конденсують (потік 42a) у теплообміннику 22 шляхом теплообміну з холодним потоком верхнього погона деметанізатора 38, що виходить з верхньої частини деметанізатора 20 при 8 UA 108084 C2 5 10 15 20 89°C. Холодний потік верхнього погона деметанізатора трохи нагрівають до -86°C (потік 38a), при цьому охолоджується і конденсується щонайменше частина потоку 42. [00049] Робочий тиск (3090 кПа) у флегмовому сепараторі 23 підтримується трохи нижче робочого тиску деметанізатора 20. Це забезпечує рушійну силу, що змушує потік відігнаної пари 42 проходити через теплообмінник 22 і, потім, флегмовий сепаратор 23, де конденсовану рідину (потік 44) відокремлюють від будь-якої неконденсованої пари (потік 43). Потім потік 43 поєднують з нагрітим потоком верхнього погона деметанізатора 38a з теплообмінника 22 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45 при -86°C. [00050] Потік рідини 44 із флегмового сепаратора 23 підкачують насосом 24 до тиску трохи вище робочого тиску деметанізатора 20, і потік 44a потім подають у вигляді холодної верхньої подачі (флегма) у деметанізатор 20 при -86°C. Ця холодна рідка флегма абсорбує і конденсує компоненти C2, компоненти C3 і більш важкі компоненти, що піднімаються у верхній зоні ректифікації абсорбційної секції деметанізатора 20. [00051] Потік рідкого продукту 41 виходить із куба колони 20 при 45°C. Холодний потік залишкового газу 45 проходить протитечією до вхідного сировинного потоку в теплообмінник 15, де він нагрівається до -39°C (потік 45a), теплообмінник 13, де він нагрівається до -20°C (потік 45b), і теплообмінник 10, де він нагрівається до 27°C (потік 45c), при цьому забезпечуючи охолодження, як описано раніше. Потім залишковий газ повторно стискають протягом двох стадій компресором 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17, і компресором 25, що приводиться в дію додатковим джерелом живлення. Після охолодження потоку 45e до 49°C у випускному холодильнику 26 залишковий газ (потік 45f) спрямовують для продажу у трубопровід при тиску 6998 кПа. [00052] Узагальнені дані про швидкості потоків і енергоспоживання для способу переробки, зображеного на ФІГ. 3, представлені в наступній таблиці: 25 Таблиця III (ФІГ. 3) Узагальнені дані про швидкості потоків, виражені в кг-моль/год Потік 31 32 33 34 37 35 36 38 42 43 44 45 41 Метан 53228 49340 3888 47289 2051 17828 29461 49103 4946 3990 956 53093 135 Етан 6192 4702 1490 4040 662 1523 2517 691 285 93 192 784 5408 Видобування* Етан Пропан Бутан+ Потужність Стискання залишкового газу Стискання холодоагента Разом на стискання Пропан 30701672 1398 1179 493 444 735 19 8 1 7 20 3050 Бутан+ 2912 831 2081 404 427 152 252 0 0 0 0 0 2912 Разом 65876 56962 8914 53301 3661 20094 33207 50103 5300 4119 1181 54222 11654 87,33% 99,36% 99,99% 23518 7554 31072 к.с. к.с. к.с. [ [ [ 38663 12419 51082 кВт] кВт] кВт] * (На основі неокруглених значень потоків швидкостей) 30 [00053] Порівняння даних, наведених у Таблицях I, II і III, показує, що спосіб на ФІГ. 3 підвищує видобування етану з 85,05% (для ФІГ. 1) і 85,08% (для ФІГ. 2) до 87,33%. Видобування пропану для способу, зображеного на ФІГ. 3 (99,36%), нижче, ніж для способу, наведеного на 9 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ФІГ. 1 (99,57%), але вище, ніж для способу на ФІГ. 2 (99,20%). Видобування бутанів+ практично однакове для всіх цих трьох способів попереднього рівня техніки. Подальше порівняння даних, наведених у Таблицях I, II і III, показує, що в способі, зображеному на ФІГ. 3, витрата енергії трохи менша, ніж у двох інших способах попереднього рівня техніки (більш ніж на 2% менша у порівнянні зі способом на ФІГ. 1 і на 0,4% менша, ніж для способу на ФІГ. 2). ОПИС ВИНАХОДУ [00054] На ФІГ. 4 зображена блок-схема способу переробки природного газу, виконана згідно з цим винаходом. Склад сировинного газу і характеристики, розглянуті в способі, представленому на ФІГ.4, ті ж самі, що і для ФІГ. 1, 2 і 3. Отже, спосіб переробки, зображений на ФІГ.4, можна порівняти зі способами, зображеними на ФІГ. 1, 2 і 3, щоб проілюструвати переваги цього винаходу. [00055] У моделі способу переробки на ФІГ. 4 вхідний газ, що надходить на підприємство при температурі 29°C і тиску 6688 кПа як потік 31, охолоджують у теплообміннику 10 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45b), рідинами з нижнього бічного ребойлера деметанізатора при 0C (потік 40) і пропановим холодоагентом. Охолоджений потік 31a надходить у сепаратор 11 при -17C і тиску 6584 кПа, де пару (потік 32) відокремлюють від конденсованої рідини (потік 33). Рідину з сепаратора (потік 33) розширюють до робочого тиску (приблизно 3116 кПа) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до -32°C, перш ніж він надійде в ректифікаційну колону 20 у першу нижню точку введення живлення в середній частині колони (розташовану нижче точки введення потоку 36а, як описано далі в параграфі [0058]). [00056] Пару (потік 32) із сепаратора 11 далі охолоджують у теплообміннику 13 шляхом теплообміну з холодним залишковим газом (потік 45a) і рідинами з верхнього бічного ребойлера деметанізатора при -39°C (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить у сепаратор 14 при 35C і тиску 6550 кПа, де пару (потік 34) відокремлюють від конденсованої рідини (потік 37). Рідину із сепаратора (потік 37) розширюють до робочого тиску в ректифікаційній колоні за допомогою розширювального клапана 19, при цьому охолоджуючи потік 37a до -54°C, перш ніж подати його в ректифікаційну колону 20 у другу нижню точку введення живлення в середній частині колони (також розташовану нижче точки введення живлення колони потоком 36a). [00057] Пару (потік 34) із сепаратора 14 розділяють на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить близько 38% усієї пари, проходить через теплообмінник 15, обмінюючись теплом з холодним залишковим газом (потік 45), де охолоджується до істотної конденсації. Отриманий істотно конденсований потік 35a при -86°C потім однократно розширюють за допомогою розширювального клапана 16 до тиску, що трохи перевищує робочий тиск ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, що приводить до охолодження всього потоку. У способі, зображеному на ФІГ. 4, розширений потік 35b, виходячи з розширювального клапана 16, досягає температури -90°C. Розширений потік 35b трохи нагрівають до -89°C у теплообміннику 22 з його подальшим випарюванням, при цьому здійснюючи часткове охолодження потоку відігнаної пари 42. Нагрітий потік 35c потім подають у верхню точку введення живлення в середній частині колони в абсорбційну секцію 20a ректифікаційної колони 20. [00058] Інші 62% пари із сепаратора 14 (потік 36) надходять у робочу розширювальну машину 17, у якій енергія цієї частини пари високого тиску перетворюється в механічну енергію. У розширювальній машині 17 відбувається практично ізоентропійне розширення пари до робочого тиску ректифікаційної колони з роботою розширення та охолодженням розширеного потоку 36a до температури приблизно -65°C. Потім частково конденсований розширений потік 36а спрямовують як живлення в ректифікаційну колону 20 у точку введення живлення середньої частини колони (розташовану нижче точки введення потоку 35с). [00059] Деметанізатор у колоні 20 є звичайною дистиляційною колоною, що складається з численних вертикально розташованих, з інтервалами, тарілок, одного або більше шарів насадки,або з комбінації тарілок і шарів насадки. Колона деметанізації складається із двох секцій: верхньої абсорбційної (ректифікаційної) секції 20a, що має тарілки і/або насадки, що забезпечують необхідний контакт між частинами пари розширених потоків 35с і 36а, які піднімаються вгору, і холодною рідиною, що опускається вниз, щоб сконденсувати та абсорбувати компоненти C2, компоненти C3 і більш важкі компоненти з пари, що піднімається вгору; і нижньої стріппінг-секції 20b, що має тарілки і/або насадки, які забезпечують необхідний контакт між рідинами, що опускаються вниз, і парою, що піднімається вгору. Секція деметанізації 20b також оснащена одним або більше ребойлерами (такими як ребойлер 21 і бічні ребойлери, описані раніше), які нагрівають і випаровують частину рідин, що стікають вниз по колоні, забезпечуючи відгін легких фракцій, що піднімаються вгору по колоні, і 10 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 відокремлюючи рідкий продукт, потік 41, від метану і більш легких компонентів. Потік 36a надходить у деметанізатор 20 у проміжну точку введення живлення, розташовану в нижній зоні абсорбційної секції 20a деметанізатора 20. Рідка частина розширеного потоку 36a змішується з рідинами, що опускаються вниз з абсорбційної секції 20a, і об'єднана рідина продовжує рух вниз у стріппінг-секцію 20b деметанізатора 20. Парова частина розширеного потоку 36a піднімається вгору по абсорбційній секції 20а і контактує з холодною рідиною, що опускається вниз, щоб сконденсувати та абсорбувати компоненти C2, компоненти C3 і більш важкі компоненти. [00060] Частину відігнаної пари (потік 42) виводять з проміжної зони абсорбційної секції 20a ректифікаційної колони 20 вище точки введення розширеного потоку 36a у нижній зоні абсорбційної секції 20а. Цей потік відігнаної пари 42 потім охолоджують від -75°C до -89°C і частково конденсують (потік 42а) у теплообміннику 22 шляхом теплообміну з холодним потоком верхнього погона деметанізатора 38, що виходить з верху деметанізатора 20 при -89°C, і з розширеним істотно конденсованим потоком 35b, як описано раніше. Холодний потік верхнього погона деметанізатора нагрівається потроху до -88°C (потік 38a), при цьому здійснюючи часткове охолодження потоку відігнаної пари 42. [00061]Робочий тиск (3090 кПа) у флегмовому сепараторі 23 підтримують трохи нижче робочого тиску деметанізатора 20. Це забезпечує рушійну силу, що змушує потік відігнаної пари 42 проходити через теплообмінник 22 і потім через флегмовий сепаратор 23, де конденсовану рідину (потік 44) відокремлюють від будь-якої неконденсованої пари (потік 43). Потім потік 43 поєднують з нагрітим потоком верхнього погона деметанізатора 38a з теплообмінника 22 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45 при -88°C. [00062] Потік рідини 44 із флегмового сепаратора 23 підкачують насосом 24 до тиску, що трохи перевищує робочий тиск деметанізатора 20, і потім потік 44a спрямовують у вигляді холодної верхньої подачі (флегми) у деметанізатор 20 при -88°C. Ця холодна рідка флегма абсорбує і конденсує компоненти C2, компоненти C3 і більш важкі компоненти у верхній зоні ректифікації абсорбційної секції 20a деметанізатора 20. [00063] У стріппінг-секції 20b деметанізатора 20 вхідні сировинні потоки звільняються від метану і більш легких компонентів. Отриманий рідкий продукт (потік 41) виходить з куба колони 20 при 45°C (співвідношення метан:етан у кубовому продукті відповідає типовій специфікації співвідношення метану до етану, що дорівнює 0,025:1 (молярне співвідношення)). Холодний потік залишкового газу 45 проходить протитечією до вхідного сировинного газу в теплообмінник 15, де нагрівається до -40°C (потік 45а), теплообмінник 13, де нагрівається до -20°C (потік 45b) і теплообмінник 10, де нагрівається до 27°C (потік 45c), забезпечуючи охолодження, описане раніше. Потім залишковий газ повторно стискають протягом двох стадій компресором 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17, і компресором 25, що приводиться в дію додатковим джерелом енергії. Потім потік 45e охолоджують до 49°C у випускному холодильнику 26, продукт – залишковий газ (потік 45f) спрямовують для продажу в трубопровід при тиску 6998 кПа. [00064] Узагальнені дані про швидкості потоків і енергоспоживання для способу переробки, зображеного на ФІГ. 4, представлені в наступній таблиці: Таблиця IV (ФІГ. 4) Узагальнені дані про швидкості потоків, виражені в кг-моль/год Потік 31 32 33 34 37 35 36 38 42 43 44 45 41 Метан 53228 49407 3821 47346 2061 17991 29355 49756 4688 3336 1352 53092 136 Етан 6192 4712 1480 4041 671 1536 2505 713 249 57 192 770 5422 Пропан 3070 1676 1394 1176 500 447 729 14 7 0 7 14 3056 11 Бутан+ 2912 832 2080 401 431 152 249 0 0 0 0 0 2912 Разом 65876 57046 8830 53354 3692 20274 33080 50779 5000 3420 1580 54199 11677 UA 108084 C2 Видобування* Етан Пропан Бутан+ Потужність Стискання залишкового газу Стискання холодоагента Разом на стискання 87,56% 99,55% 99,99% 23552 7520 31072 к.с. к.с. к.с. [ [ [ 38719 12363 51082 кВт] кВт] кВт] * (На основі неокруглених значень швидкостей потоків) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 [00065] Порівняння даних, наведених у Таблицях I, II, III і IV, показує, що в порівнянні з попереднім рівнем техніки, цей винахід відповідає або перевищує видобуток пропану і бутану+ у всіх попередніх винаходах, у той же час значно покращуючи видобування етану. Видобування етану для цього винаходу (87,56%) вище, ніж для способу на ФІГ. 1 (85,05%), способу на ФІГ. 2 (85,08%) і способу на ФІГ. 3 (87,33%). Подальше порівняння даних, наведених у Таблицях I, II, III і IV, показує, що підвищення виходів досягається без споживання більшої кількості енергії порівняно з попереднім рівнем техніки, а в деяких випадках - при значно меншій кількості енергії. Якщо порівнювати ефективність видобування (обумовлену як кількість видобутого етану в перерахунку на одиницю витраченої енергії), то цей винахід показує підвищення ефективності на 5%, 3% і 0,3%, відповідно, у порівнянні з попередніми способами переробки, представленими на ФІГ. 1, ФІГ. 2 і ФІГ. 3. Хоча енергія, необхідна для здійснення способу цього винаходу по суті така ж, як і для попереднього способу, зображеного на ФІГ. 3, цей винахід покращує видобування як етану, так і пропану на 0,2% у порівнянні зі способом на ФІГ. 3 без збільшення енергії. [00066] Як і у відомих способах, описаних на ФІГ. 1, 2 і 3, у цьому винаході використовують розширений істотно конденсований сировинний потік 35с, подаваний в абсорбційну секцію 20а деметанізатора 20, щоб забезпечити видобування великої кількості компонентів C2, компонентів C3 і більш важких вуглеводневих компонентів, що містяться в розширеному сировинному потоці 36а та в парі, що піднімається зі стріппінг-секції 20b, і додаткову ректифікацію, забезпечувану флегмовим потоком 44a, щоб знизити кількості компонентів C2, компонентів C3 і компонентів C4+, що містяться у вхідному сировинному газі, які втрачаються, виходячи із залишковим газом. Однак, цей винахід покращує ректифікацію в абсорбційній секції 20a у порівнянні з відомими способами шляхом більш ефективного використання охолодження за рахунок потоків 38 і 35b, завдяки чому підвищується видобування і ефективність видобування. [00067] Порівнюючи флегмовий потік 44 у Таблиці I для відомого способу, зображеного на ФІГ. 1, із флегмовим потоком у Таблиці IV для способу цього винаходу, можна бачити, що, хоча потоки мають однакові склади, потік подаваної флегми в способі на ФІГ. 1 утричі більший, ніж потік флегми в цьому винаході. Однак, дивно те, що в способі на ФІГ. 1 видобування етану менше, ніж у цьому винаході, незважаючи на значно більшу кількість флегми. Краще видобування, що досягається в цьому винаході, можна зрозуміти, якщо порівняти характеристики нагрітого розширеного істотно конденсованого потоку 35с на ФІГ. 1 відомого способу з характеристиками відповідного потоку на ФІГ. 4, де зображений варіант втілення цього винаходу. Хоча температура цього потоку, зображеного на ФІГ. 1, тільки трохи вища, частка потоку, що випаровується перед подачею в деметанізатор 20, значно вища, ніж частка потоку, описаного в цьому винаході (42% проти 12%). Це означає, що не тільки менше холодної рідини в потоці 35с у способі на ФІГ. 1 буде доступно для ректифікації пари, що піднімається в абсорбційній секції 20а, але й значно більше пари буде у верхній зоні абсорбційної секції 20а, яка підлягає ректифікації за рахунок флегмового потоку 44а. Фактичний результат полягає в тому, що флегмовий потік 44a у способі на ФІГ. 1 дозволяє більшій кількості компонентів C2 вийти з колони з верхнім погоном деметанізатора 38 у порівнянні з цим винаходом, що зменшує як обсяг видобування, так і ефективність видобування компонентів у способі на ФІГ. 1 у порівнянні з цим винаходом. Ключове вдосконалення цього винаходу в порівнянні зі способом на ФІГ. 1 полягає в тому, що холодний потік пари верхнього погона деметанізатора 38 використовують, щоб частково охолодити потік відігнаної пари 42 у теплообміннику 22, завдяки чому достатню кількість метану можна сконденсувати для використання як флегми без додаткового значного навантаження на ректифікування в абсорбційній секції 20а, обумовленого надмірним випарюванням потоку 35с, що характерно для відомого способу, зображеного на ФІГ. 1. [00068] З порівняння флегмового потоку 44 у Таблицях II і III для відомих способів, 12 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зображених на ФІГ. 2 і 3, з флегмовим потоком у Таблиці IV для цього винаходу випливає, що цей винахід дозволяє одержати більше флегмового потоку і з кращими характеристиками, ніж у зазначених відомих способах. Не тільки кількість флегмового потоку більша (на 10% у порівнянні зі способом на ФІГ. 2 і на 34% у порівнянні зі способом на ФІГ. 3), але й концентрація компонентів C2+ значно нижча (12,6% для цього винаходу в порівнянні з 19,6% для способу на ФІГ. 2 і 16,9% для способу на ФІГ. 3). Завдяки цьому флегмовий потік 44a цього винаходу є ефективнішим для ректифікації в абсорбційній секції 20a деметанізатора 20, що покращує як видобування, так і ефективність видобування в цьому винаході у порівнянні з відомими способами, зображеними на ФІГ. 2 і 3. Ключове вдосконалення цього винаходу у порівнянні з відомими способами, зображеними на ФІГ. 2 і 3, полягає в тому, що розширений істотно конденсований потік 35b (який в основному складається з рідкого метану) є кращим охолоджуючим середовищем, ніж потік пари верхнього погона деметанізатора 38 (який в основному складається з пари метану), тому використання потоку 35b для часткового охолодження потоку відігнаної пари 42 у теплообміннику 22 дозволяє сконденсувати більше метану і використовувати його як флегму в цьому винаході. Інші варіанти втілення винаходу [00069] Згідно з цим винаходом, як правило, вигідніше спроектувати абсорбційну (ректифікаційну) секцію деметанізатора з кількома теоретичними щаблями розподілення. Однак, переваги цього винаходу можна одержати при наявності всього лише двох теоретичних щаблів розподілення. Наприклад, всю або частину подаваної насосом конденсованої рідини (потік 44а) із флегмового сепаратора 23, або весь або частину нагрітого розширеного істотно конденсованого потоку 35с із теплообмінника 22 можна об'єднати (наприклад, у трубопроводі, що приєднує насос і теплообмінник до деметанізатора), і, при ретельному змішуванні, пари і рідини змішаються разом і розділяться відповідно до відносної летючості різних компонентів загальних об'єднаних потоків. Таке змішування двох потоків у сполученні з контактуванням щонайменше з частиною розширеного потоку 36а слід розглядати в межах мети цього винаходу як складовий елемент абсорбційної секції. [00070] На ФІГ.5-8 зображені інші варіанти втілення цього винаходу. На ФІГ.4-6 ректифікаційні колони спроектовані у вигляді одного апарата. На ФІГ. 7 і 8 зображені ректифікаційні колони, спроектовані у вигляді двох апаратів: абсорбційна (ректифікаційна) колона 27 (пристрій для контактування і розподілення) і стріппінг (дистиляційна) колона 20. У таких випадках частину відігнаної пари (потік 54) виводять з нижньої секції абсорбційної колони 27 і спрямовують у дефлегматор 22, щоб одержати флегму для абсорбційної колони 27. Потік пари верхнього погона 50 зі стріппінг-колони 20 проходить у нижню секцію абсорбційної колони 27 (через потік 51), щоб вступити в контакт із флегмовим потоком 52 і нагрітим розширеним істотно конденсованим потоком 35c. Насос 28 використовують для подачі рідин (потік 47) з нижньої частини абсорбційної колони 27 у верхню частину стріппінг-колони 20 так, що обидві колони ефективно функціонують як одна дистиляційна система. Рішення про те, чи будувати ректифікаційну колону у вигляді одного апарата (наприклад, деметанізатора 20 на ФІГ. 4-6) або кількох апаратів, залежатиме від ряду факторів, таких як розмір підприємства, відстань до виробничих приміщень тощо. [00071] Деякі обставини можуть сприяти виведенню потоку відігнаної пари 42 на ФІГ. 5 і 6 з верхньої зони стріппінг-секції 20b у деметанізаторі 20 (потік 55). В інших випадках може виявитися перевагою виведення потоку відігнаної пари 54 з нижньої зони абсорбційної секції 20a (вище точки введення розширеного потоку 36a), виведення потоку відігнаної пари 55 з верхньої зони стріппінг-секції 20b (нижче точки введення розширеного потоку 36a), об'єднання потоків 54 і 55 з утворенням об'єднаного потоку відігнаної пари 42 і спрямування об'єднаного потоку відігнаної пари 42 у теплообмінник 22 для охолодження і часткової конденсації. Аналогічно на ФІГ. 7 і 8 частину (потік 55) потоку пари верхнього погона 50 зі стріппінг-колони 20 можна спрямувати в теплообмінник 22 (як варіант об'єднати з потоком відігнаної пари 54, виведеного з нижньої секції абсорбційної колони 27) разом з частиною, що залишилася (потік 51), яка перетікає в нижню секцію абсорбційної колони 27. [00072] Деякі обставини можуть сприяти змішуванню частини пари (потік 43), що залишилася, холодного потоку відігнаної пари 42a з верхнім погоном ректифікаційної колони (потік 38) і потім подачі змішаного потоку в теплообмінник 22, щоб забезпечити часткове охолодження потоку відігнаної пари 42 або об'єднаного потоку відігнаної пари 42. Це зображено на ФІГ. 6 і 8, де змішаний потік 45, одержуваний при об'єднанні потоку з флегмового сепаратора (потік 43) з верхнім погоном колони (потік 38), спрямовують у теплообмінник 22. [00073] Як описано раніше, потік відігнаної пари 42 або об'єднаний потік відігнаної пари 42 частково конденсують, і отриманий конденсат використовують для абсорбції цінних компонентів 13 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 C2, компонентів C3 і більш важких компонентів з пари, що піднімається по абсорбційній секції 20a деметанізатора 20 або по абсорбційній колоні 27. Однак, цей винахід не обмежується цим варіантом втілення винаходу. Він може бути вигідний, наприклад, якщо обробляти тільки частину цієї пари таким чином, або використовувати тільки частину конденсату як абсорбент, у випадках, де інші конструкторські рішення показують, що частину пари або конденсат варто направити в обхід абсорбційної секції 20а деметанізатора 20 або абсорбційної колони 27. В одних обставинах може виявитися кращою повна конденсація, а не часткова, потоку відігнаної пари 42 або об'єднаного потоку відігнаної пари 42 у теплообміннику 22. В інших обставинах може бути вигідно, щоб потік відігнаної пари 42 був повністю потоком пари бічного погона ректифікаційної колони 20 або абсорбційної колони 27, а не частиною потоку пари бічного погона. Слід також зазначити, що, залежно від складу вхідного газового потоку, може бути вигідніше використовувати зовнішні холодоагенти, щоб забезпечити часткове охолодження потоку відігнаної пари 42 або об'єднаного потоку відігнаної пари 42 у теплообміннику 22. [00074] Характеристики сировинного газу, розмір підприємства, доступне обладнання або інші фактори можуть указати на те, що можна виключити робочу розширювальну машину 17 або замінити її альтернативним пристроєм для розширення (таким як розширювальний клапан). Хоча розширення окремого потоку зображено на прикладі конкретного пристрою розширення, якщо буде потреба, можна використовувати альтернативні способи розширення. Наприклад, характеристики потоку можуть служити обґрунтуванням для робочого розширення істотно конденсованої частини сировинного потоку (потік 35а). [00075] Якщо вхідний газ є за складом бідним, то використання сепаратора 11 на ФІГ. 4 може бути невиправданим. У таких випадках охолодження сировинного газу, здійснюване в теплообмінниках 10 і 13 на ФІГ. 4, можна завершити без проміжного сепаратора, як зображено на ФІГ. 5–8. Рішення про те, охолоджувати і сепарувати сировинний газ чи ні у кілька стадій, залежатиме від збагаченості газу бензиновими вуглеводнями, розміру підприємства, доступного обладнання тощо. Залежно від кількості більш важких вуглеводнів у сировинному газі і тиску сировинного газу, охолоджений потік сировинного газу 31a, що виходить з теплообмінника 10 на ФІГ. 4–8, і/або охолоджений потік 32а, що виходить з теплообмінника 13 на ФІГ. 4, може не містити ніякої рідини (тому що газ перебуває вище його точки роси або вище його криконденбари, і тоді сепаратор 11, зображений на ФІГ.4-8, і/або сепаратор 14, зображений на ФІГ. 4, не потрібні. [00076] Рідину високого тиску (потік 37 на ФІГ. 4 і потік 33 на ФІГ.5-8) не потрібно розширювати і подавати в колону в нижню точку введення живлення середньої частини дистиляційної колони. Замість цього всю її або частину можна об'єднати з частиною пари, що виходить із сепаратора (потік 35 на ФІГ. 4 і потік 34 на ФІГ.5-8) і надходить у теплообмінник 15. (Така ситуація зображена на ФІГ.5-8, де потік 46 позначений пунктирною лінією). Будь-яка частина рідини, що залишилася, може бути розширена за допомогою відповідного пристрою для розширення, такого як розширювальний клапан або розширювальна машина, і подана в колону в нижню точку введення живлення середньої частини дистиляційної колони (потік 37a на ФІГ. 5-8). Потік 33 на ФІГ. 4 і потік 37 на ФІГ. 4-8 також можна використовувати для охолодження вхідного газу або в будь-якому теплообміннику перед або після стадії розширення перед спрямуванням у деметанізатор. [00077] Згідно з цим винаходом можна використовувати зовнішні холодоагенти з метою додаткового охолодження вхідного газу, охолоджуваного різними технологічними потоками, особливо у випадку вхідного газу, багатого на леткі компоненти. Використання і розподіл рідин, що виходять із сепаратора, і рідин бічного погона, що виходять із деметанізатора, для цілей теплообміну і конкретне розташування теплообмінників для охолодження вхідного газу необхідно оцінювати для кожного конкретного застосування, так само як і вибір технологічних потоків для конкретного виду теплообміну. [00078] Деякі обставини можуть сприяти використанню частини холодної відігнаної рідини, що виходить з абсорбційної секції 20a або абсорбційної колони 27 для теплообміну, як показано на прикладі потоку 49, позначеного пунктирною лінією на ФІГ.5-8. Хоча тільки частину рідини з абсорбційної секції 20a або абсорбційної колони 27 можна використовувати для теплообміну без зниження рівня видобування етану в деметанізаторі 20 або стріппінг-колоні 20, більше теплообміну можна іноді одержати від цих рідин, ніж від рідин зі стріппінг-секції 20b або стріппінг-колони 20. Це зумовлено тим, що рідини в абсорбційній секції 20a деметанізатора 20 (або в абсорбційній колоні 27) доступні при нижчому температурному рівні, ніж рідини зі стріппінг-секції 20b (або стріппінг-колони 20). [00079] Як показано на прикладі потоку 53, позначеного пунктирною лінією на ФІГ.5-8, у деяких випадках може бути вигідніше розділити потік рідини після флегмового насоса 24 (потік 14 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 44а) щонайменше на два потоки. Частину (потік 53) можна подати в стріппінг-секцію ректифікаційної колони 20 (ФІГ. 5 і 6) або у верхню частину стріппінг-колони 20 (ФІГ. 7 і 8), щоб збільшити потік рідини в частині дистиляційної системи і покращити ректифікацію та, тим самим, знизити концентрацію компонентів C2+ у потоці 42. У таких випадках іншу частину (потік 52) подають у верхню частину абсорбційної секції 20a (ФІГ. 5 і 6) або абсорбційної колони 27 (ФІГ. 7 і 8). [00080] Згідно з цим винаходом розподілення подачі пари можна здійснити різними шляхами. У способах, зображених на ФІГ. 4-8, розподілення пари має місце після охолодження і відділення будь-яких рідин, які могли утворитися. Однак, газ високого тиску можна розділити перед будь-яким охолодженням вхідного газу або після охолодження газу і перед кожною зі стадій сепарації. У деяких варіантах втілення винаходу ефективне розподілення пари можна здійснити в сепараторі. [00081] Варто також визнати, що відносна кількість вихідного сировинного газу, що міститься в кожному відгалуженні розділеної пари, залежатиме від кількох факторів, включаючи тиск газу, склад сировинного газу, кількість тепла, що ефективно (з погляду економіки) можна видобувати з сировинного газу, і доступну потужність у кінських силах. Підвищена подача потоку у верхню частину колони може підвищити видобування компонентів при одночасному зменшенні потужності, одержуваної від розширника, тим самим збільшуючи потребу в потужності у кінських силах для повторного стискання. Підвищена подача потоку в нижню частину колони зменшує споживану потужність у кінських силах, але також може знизити видобування компонентів. Відносні розташування точок введення живлення в середній частині колони можуть варіюватися залежно від складу вхідного газу або інших факторів, таких як бажані рівні видобування компонентів і кількість рідини, що утвориться при охолодженні вхідного газу. Крім того, два або більше потоків живлення колони або частин цих потоків можна поєднувати залежно від відносних температур і кількостей індивідуальних потоків, і об'єднаний потік потім подавати на живлення колони в середню частину колони. [00082] Цей винахід забезпечує підвищене видобування компонентів C2, компонентів C3 і більш важких вуглеводневих компонентів або компонентів C3 і більш важких вуглеводневих компонентів у перерахунку на кількість споживаної енергії, необхідної для здійснення способу переробки. Покращення в споживанні енергії допоміжними пристроями, необхідними для здійснення деметанізації або деетанізації, може проявлятися у формі зменшення споживаної потужності для стискання або повторного стискання, зменшення споживаної потужності для охолодження за допомогою зовнішніх холодоагентів, зменшення потреби в енергії для ребойлерів колони або їхньої комбінації. [00083] Хоча в даному документі описані кращі варіанти втілення винаходу, фахівці в цій галузі зрозуміють, що можливі інші і подальші модифікації пропонованого винаходу, наприклад, адаптування винаходу до різних умов, типів вихідної сировини або до інших вимог без відхилення від суті цього винаходу як він визначений наступною формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб розподілення газового потоку, що містить метан, компоненти С2, компоненти С3 і більш важкі вуглеводневі компоненти, на летку фракцію залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить основну частину зазначених компонентів С 2, компонентів С3 і більш важких вуглеводневих компонентів або зазначених компонентів С3 і більш важких вуглеводневих компонентів, відповідно до якого: а) зазначений газовий потік охолоджують під тиском з одержанням охолодженого потоку; б) зазначений охолоджений потік розширюють до нижчого тиску з подальшим охолодженням потоку; і в) зазначений більш охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при зазначеному зменшеному тиску, у результаті чого компоненти зазначеної відносно менш леткої фракції виділяються; який відрізняється тим, що після охолодження зазначений охолоджений потік розділяють на перший і другий потоки; і (1) зазначений перший потік охолоджують до практично повної його конденсації і розширюють до зазначеного нижчого тиску з подальшим охолодженням потоку; (2) зазначений розширений охолоджений перший потік нагрівають і потім подають у зазначену дистиляційну колону у верхню точку введення живлення в середній частині колони; 15 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (3) зазначений другий потік розширюють до зазначеного нижчого тиску і подають у зазначену дистиляційну колону в точку введення живлення в середній частині колони, розташовану нижче зазначеної верхньої точки введення живлення в середній частині колони; (4) потік пари верхнього погону виводять із верхньої зони зазначеної дистиляційної колони і нагрівають, після чого вивантажують щонайменше частину зазначеного нагрітого потоку пари верхнього погону як зазначену летку фракцію залишкового газу; (5) потік відігнаної пари виводять із зони зазначеної дистиляційної колони нижче зазначеної верхньої точки введення живлення в середній частині колони і вище зазначеної точки введення живлення в середній частині колони та спрямовують у теплообмінник для обміну теплом із зазначеним розширеним охолодженим першим потоком і зазначеним потоком пари верхнього погону, при цьому зазначений потік відігнаної пари охолоджується достатньо для конденсації щонайменше його частини з утворенням потоку залишкової пари і конденсованого потоку, при цьому здійснюючи щонайменше часткове нагрівання на стадіях (2) і (4); (6) щонайменше частину зазначеного конденсованого потоку спрямовують у зазначену дистиляційну колону у верхню точку введення живлення; і (7) кількості і температури зазначених потоків, що входять у зазначену дистиляційну колону, є досить ефективними для підтримки температури верхньої частини зазначеної дистиляційної колони такою, при якій виділяється більша частина компонентів у зазначеній відносно менш леткій фракції. 2. Спосіб за п. 1, де зазначений газовий потік охолоджують достатньо, щоб частково сконденсувати його; і а) зазначений частково конденсований газовий потік розділяють, щоб одержати потік пари і щонайменше один потік рідини; б) зазначений потік пари потім розділяють на зазначений перший і другий потоки; і в) щонайменше частину зазначеного одного потоку рідини розширюють до зазначеного зменшеного тиску і подають у зазначену дистиляційну колону в нижню точку введення живлення в середній частині колони, розташовану нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони. 3. Спосіб за п. 2, де: а) зазначений перший потік поєднують щонайменше з частиною зазначеного щонайменше одного потоку рідини з утворенням об'єднаного потоку, після чого зазначений об'єднаний потік охолоджують, до практично повної його конденсації, і після цього розширюють до зазначеного зменшеного тиску, у результаті чого відбувається його подальше охолодження; б) зазначений розширений охолоджений об'єднаний потік нагрівають і подають у зазначену дистиляційну колону у зазначену точку введення живлення в середній частині колони; в) будь-яку частину, що залишилася, зазначеного щонайменше одного потоку рідини розширюють до зазначеного зменшеного тиску і подають у зазначену дистиляційну колону в зазначену нижню точку введення живлення в середній частині колони, розташовану нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони; і г) зазначений потік відігнаної пари спрямовують у теплообмінник для обміну теплом із зазначеним розширеним охолодженим об'єднаним потоком і зазначеним потоком пари верхнього погону, при цьому зазначений потік відігнаної пари охолоджується достатньо, щоб сконденсувати щонайменше частину його, з утворенням зазначеного потоку залишкової пари і зазначеного конденсованого потоку, при цьому здійснюючи щонайменше часткове нагрівання на стадії (б). 4. Спосіб за п. 1, в якому: а) зазначений розширений охолоджений перший потік нагрівають, після чого подають у точку введення живлення середньої частини колони в пристрій для контактування і розподілення, у якому утворюється додатковий потік пари верхнього погону і потік кубової рідини, після чого зазначений потік кубової рідини подають у зазначену дистиляційну колону; б) зазначений другий потік розширюють до зазначеного зменшеного тиску і подають у зазначений пристрій для контактування і розподілення в першу нижню точку введення живлення колони, розташовану нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони; в) зазначений потік пари верхнього погону виводять із верхньої зони зазначеної дистиляційної колони і подають у зазначений пристрій для контактування і розподілення в другу нижню точку введення живлення колони, розташовану нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони; г) зазначений додатковий потік пари верхнього погону нагрівають, після чого вивантажують щонайменше частину зазначеного нагрітого додаткового потоку пари верхнього погону як зазначену летку фракцію залишкового газу; 16 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 д) зазначений потік відігнаної пари виводять із зони зазначеного пристрою для контактування і розподілення нижче зазначеної точки введення живлення в середній частині колони і вище зазначених першої і другої нижніх точок введення живлення колони і спрямовують у теплообмінник для обміну теплом із зазначеним розширеним охолодженим додатковим потоком і зазначеним першим потоком пари верхнього погону, при цьому зазначений потік відігнаної пари охолоджується достатньо, щоб сконденсувати щонайменше частину його, з утворенням потоку зазначеної залишкової пари і конденсованого потоку, при цьому здійснюючи щонайменше часткове нагрівання на стадіях (а) і (г); e) щонайменше частину зазначеного конденсованого потоку спрямовують у зазначений пристрій для контактування і розподілення у верхню точку введення живлення; і є) кількості і температури зазначених потоків, що входять у зазначений пристрій для контактування і розподілення, є достатньо ефективними для підтримки температури верхньої частини зазначеного пристрою для контактування і розподілення такою, при якій виділяється більша частина компонентів у зазначеній відносно менш леткій фракції. 5. Спосіб за п. 4, в якому зазначений газовий потік охолоджують достатньо, щоб частково сконденсувати його; і а) зазначений частково конденсований газовий потік розділяють, щоб одержати потік пари і щонайменше один потік рідини; б) зазначений потік пари потім розділяють на зазначений перший і другий потоки; і в) щонайменше частину зазначеного щонайменше одного потоку рідини розширюють до зазначеного зменшеного тиску і подають у зазначену дистиляційну колону в точку введення живлення середньої частини колони. 6. Спосіб за п. 5, в якому: і) зазначений перший потік поєднують щонайменше з частиною зазначеного щонайменше одного потоку рідини з утворенням об'єднаного потоку, після чого зазначений об'єднаний потік охолоджують, до практично повної його конденсації, і потім розширюють до зазначеного зменшеного тиску, у результаті чого відбувається його подальше охолодження; іі) зазначений розширений охолоджений об'єднаний потік нагрівають, після чого подають у зазначену точку введення живлення в середній частині колони в зазначений пристрій для контактування і розподілення, ііі) будь-яку частину, що залишилася, зазначеного щонайменше одного потоку рідини розширюють до зазначеного зменшеного тиску і подають у зазначену дистиляційну колону в зазначену точку введення живлення середньої частини колони; і iv) зазначений потік відігнаної пари спрямовують у теплообмінник для обміну теплом із зазначеним розширеним охолодженим першим потоком і зазначеним додатковим потоком пари верхнього погону, при цьому зазначений потік відігнаної пари охолоджується достатньо, щоб сконденсувати щонайменше частину його, з утворенням зазначеного потоку залишкової пари і зазначеного конденсованого потоку, при цьому здійснюючи щонайменше часткове нагрівання на стадіях (г) і (іі). 7. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2 або 3, який відрізняється тим, що (1) зазначений потік пари верхнього погону поєднують із зазначеним потоком залишкової пари з утворенням об'єднаного потоку пари; і (2) зазначений об'єднаний потік пари спрямовують у теплообмінник для обміну теплом із зазначеним потоком відігнаної пари та нагрівають, при цьому здійснюючи щонайменше частково зазначене охолодження зазначеного потоку відігнаної пари, і потім вивантажують щонайменше частину зазначеного нагрітого об'єднаного потоку пари як зазначену летку фракцію залишкового газу. 8. Спосіб за будь-яким з пп. 4, 5 або 6, який відрізняється тим, що (1) зазначений додатковий потік пари верхнього погону поєднують із зазначеним потоком залишкової пари з утворенням об'єднаного потоку пари; і (2) зазначений об'єднаний потік пари спрямовують у теплообмінник для обміну теплом із зазначеним потоком відігнаної пари та нагрівають, при цьому здійснюючи щонайменше частково зазначене охолодження зазначеного потоку відігнаної пари, і потім вивантажують щонайменше частину зазначеного нагрітого об'єднаного потоку пари як зазначену летку фракцію залишкового газу. 9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3 або 7, який відрізняється тим, що зазначений потік відігнаної пари виводять із зони зазначеної дистиляційної колони нижче зазначеної точки введення живлення в середній частині колони. 10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3 або 7, який відрізняється тим, що 17 UA 108084 C2 5 10 15 20 25 30 (1) перший потік відігнаної пари виводять із зазначеної зони зазначеної дистиляційної колони нижче зазначеної верхньої точки введення живлення в середній частині колони і вище зазначеної точки введення живлення середньої частини колони; (2) другий потік відігнаної пари виводять із зони зазначеної дистиляційної колони нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони; і (3) зазначений перший потік відігнаної пари поєднують із другим потоком відігнаної пари з утворенням зазначеного потоку відігнаної пари. 11. Спосіб за будь-яким з пп. 4-6 або 8, який відрізняється тим, що зазначений потік пари верхнього погону розділяють на зазначений потік відігнаної пари і додатковий потік відігнаної пари, після чого зазначений додатковий потік відігнаної пари подають у зазначений пристрій для контактування і розподілення в зазначену другу нижню точку введення живлення колони. 12. Спосіб за будь-яким з пп. 4-6 або 8, який відрізняється тим, що (1) перший потік відігнаної пари виводять із зазначеної зони зазначеного пристрою для контактування і розподілення нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони і вище зазначених першої і другої нижніх точок введення живлення колони; (2) зазначений потік пари верхнього погону розділяють на другий потік відігнаної пари і третій потік відігнаної пари, після чого другий потік відігнаної пари подають у зазначений пристрій для контактування і розподілення на зазначену другу нижню точку введення живлення колони; і (3) зазначений перший потік відігнаної пари поєднують із зазначеним третім потоком відігнаної пари з утворенням зазначеного потоку відігнаної пари. 13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, 7, 9 або 10, який відрізняється тим, що (1) зазначений конденсований потік розділяють щонайменше на першу частину і другу частину; (2) зазначену першу частину подають у зазначену дистиляційну колону в зазначену верхню точку введення живлення; і (3) зазначену другу частину подають у зазначену дистиляційну колону в другу точку живлення середньої частини колони, розташовану нижче зазначеної точки введення живлення середньої частини колони. 14. Спосіб за будь-яким з пп. 4-6, 8, 11 або 12, який відрізняється тим, що (1) зазначений конденсований потік розділяють щонайменше на першу частину і другу частину; (2) зазначену першу частину подають у зазначений пристрій для контактування і розподілення в зазначену верхню точку введення живлення; і (3) зазначену другу частину подають у зазначену дистиляційну колону у верхню точку введення живлення. 18 UA 108084 C2 19 UA 108084 C2 20 UA 108084 C2 21 UA 108084 C2 22 UA 108084 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 23