Переробка газоподібних вуглеводнів

Реферат: Винахід стосується способу вилучення етану, етилену, пропану, пропілену і більш важких вуглеводневих компонентів з потоку газоподібних вуглеводнів, в якому потік охолоджують і розділяють на перший і другий потоки, перший потік додатково охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до тиску ректифікаційної колони та подають в ректифікаційну колону в першому положенні введення в середній частині колони, другий потік розширюють до тиску колони, а потім подають у колону в другому положенні введення в середній частині колони, а паровий потік дистиляції вилучають з колони вище від точки введення другого потоку і спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком із верхньої частини колони для охолодження парового потоку дистиляції і конденсації щонайменше його частини, з утворенням конденсованого потоку. UA 105481 C2 (12) UA 105481 C2 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Опис Передумови створення винаходу Даний винахід стосується способу і пристрою для розділення газу, що містить вуглеводні. Етилен, етан, пропілен, пропан і/або більш важкі вуглеводні можуть вилучатися з різних газів, таких як природний газ, нафтозаводський газ і потоки синтетичного газу, одержаного з інших вуглеводневих матеріалів, таких як вугілля, сира нафта, нафта, нафтові сланці, бітумінозні піски і лігніт. Природний газ звичайно має велику частку метану та етану, тобто, метан і етан разом становлять, щонайменше, 50 молярних відсотків газу. Газ також містить відносно менші кількості більш важких вуглеводнів, таких як пропан, бутан, пентан, тощо, а також водень, азот, діоксид вуглецю та інші гази. Даний винахід у цілому стосується вилучення етилену, етану, пропілену, пропану та більш важких вуглеводнів із таких газових потоків. Типовий аналіз газового потоку, який повинен перероблятися відповідно до даного винаходу, повинен давати у приблизних молярних 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 при цьому залишок складається з азоту і діоксиду вуглецю. Також іноді присутні гази, що містять сірку. Історично циклічні коливання цін, як на природний газ, так і на рідкі компоненти цього природного газу (NGL - газоконденсатні рідини), часом зменшують додаткову вартість етану, етилену, пропану, пропілену та більш важких компонентів як рідких продуктів. Це призводить до виникнення потреби у способах, які можуть забезпечити більш ефективне вилучення цих продуктів, у способах, які можуть забезпечити ефективне вилучення за більш низьких капітальних витрат, і в способах, які можуть легко адаптуватися або перебудовуватися для зміни вилучення конкретного компонента в широких межах. Доступні способи розділення таких матеріалів включають способи, що ґрунтуються на охолодженні і зрідженні газу, на поглинанні нафти і поглинанні зрідженої нафти. На додаток до цього, стали популярними кріогенні способи, завдяки доступності економічного обладнання, яке виробляє енергію, в той же час одночасно розширюючи газ і вилучаючи з газу, що переробляється, тепло. В залежності від тиску джерела газу, збагаченості (вмісту етану, етилену і більш важких вуглеводнів) газу і бажаних кінцевих продуктів, може використовуватися кожний із цих способів або їхнє поєднання. Спосіб кріогенного розширення є зараз у цілому переважним для вилучення рідких продуктів із природного газу, оскільки він забезпечує максимальну простоту разом із легкістю запуску процесу, гнучкість роботи, хорошу ефективність, безпеку і хорошу надійність. Патенти США №№ 3292380; 4061481; 4140504; 4157904; 4171964; 4185978; 4251249; 4278457; 4519824; 4617039; 4687499; 4689063; 4690702; 4,854,955; 4869740; 4889545; 5275005; 5555748; 5566554; 5568737; 5771712; 5799507; 5881569; 5890378; 5983664; 6182469; 6578379; 6712880; 6915662; 7191617; 7219513; перевиданий патент США № 33408 і попередні заявки, що паралельно розглядаються, на патент США №№ 11/430412; 11/839693 і 11/971491 описують споріднені способи (хоча опис даного винаходу в певних випадках ґрунтується на інших умовах переробки, ніж ті, які описуються в цитованих патентах США). У типовому способі вилучення з кріогенним розширенням, початковий потік газу під тиском охолоджується за допомогою теплообміну з іншими потоками способу і/або із зовнішніми джерелами зрідження, такими як система стиснення-зрідження пропану. Коли газ охолоджується, рідини можуть конденсуватися і збиратися в одному або декількох сепараторах як рідини високого тиску, що містять деякі з бажаних C2+ компонентів. У залежності від збагаченості газу і кількості рідин, що утворюються, рідини високого тиску можуть розширятися до більш низького тиску і фракціонуватися. Випаровування, що відбувається під час розширення рідин, призводить до додаткового охолодження потоку. За певних умов, попереднє охолодження рідин високого тиску перед розширенням може бути бажаним для додаткового зниження температури, що виникає внаслідок розширення. Розширений потік, що містить суміш рідини і пари, фракціонується в дистиляційній колоні (деметанізаторі або деетанізаторі). У колоні охолоджений при розширенні потік (потоки) дистилюється (дистилюються) для розділення залишкового метану, азоту та інших летких газів у вигляді парів із верхньої частини колони і бажаних C2 компонентів, C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів у вигляді рідкого продукту з нижньої частини колони, або для відділення залишкового метану, C 2 компонентів, азоту та інших летких газів у вигляді парів із верхньої частини колони від бажаних C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів у вигляді рідкого продукту з нижньої частини колони. Якщо початковий газ не є повністю конденсованим (а, як правило, він не є), пари, що залишаються від часткової конденсації, можуть розділятися на два потоки. Одна частина пари проходить через розширювальну машину або детандер, або через розширювальний клапан, до 1 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 одержання більш низького тиску, при якому додаткові рідини конденсуються внаслідок додаткового охолодження потоку. Тиск після розширення в основному такий же, як тиск, при якому працює дистиляційна колона. Об'єднані фази пара-рідина, що одержують при розширенні, подають як початкові матеріали в колону. Іншу частину парів охолоджують по суті до конденсації за допомогою теплообміну з іншими потоками способу, наприклад, із холодним потоком з верхньої частини ректифікаційної колони. Деяка частина рідини високого тиску або вся вона може об'єднуватися з цією частиною парів перед охолодженням. Потім одержаний охолоджений потік розширяється через відповідний розширювальний пристрій, такий як розширювальний клапан, до тиску, при якому працює деметанізатор. Під час розширення частина рідини буде випаровуватися, призводячи до охолодження потоку в цілому. Миттєво розширений потік потім подається у вигляді початкових матеріалів у верхню частину деметанізатора. Як правило, частину парів із миттєво розширеного потоку і пари з верхньої частини деметанізатора об'єднують у верхній секції сепаратора в ректифікаційній колоні як залишковий продукт газоподібного метану. Альтернативно, охолоджений і розширений потік може подаватися в сепаратор для одержання потоків парів і рідини. Пари об'єднують із продуктом з верхньої частини ректифікаційної колони, і рідина подається в колону у вигляді початкових матеріалів для верхньої частини колони. При ідеальній роботі такого способу розділення, залишковий газ, що покидає спосіб, буде містити по суті весь метан у початковому газі, в основному без більш важких вуглеводневих компонентів, і фракція з нижньої частини колони, що покидає деметанізатор, буде містити по суті все більш важкі вуглеводневі компоненти в основному без метану або більш летких компонентів. На практиці, однак, такої ідеальної ситуації не виходить, оскільки звичайний деметанізатор працює в основному як роздільна колона. Метановий продукт способу, з цієї причини, як правило, містить пари, що покидають верхній ступінь фракціонування колони, разом із парами, що не зазнають дії якої-небудь стадії ректифікації. Відбуваються суттєві втрати C 2, C3 і C4+ компонентів, через те, що рідкі початкові матеріали для верхньої частини колони містять значні кількості цих компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів, що призводить до утворення відповідних рівноважних кількостей C2 компонентів, C3 компонентів, C4 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів в парах, що покидають верхній ступінь фракціонування деметанізатора. Втрати цих бажаних компонентів могли б значно знизитися, якби висхідні пари могли приводитися в контакт зі значною кількістю рідини (флегми), здатної поглинати з парів C2 компоненти, C3 компоненти, C4 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти. В останні роки, переважні способи розділення вуглеводнів використовують верхню секцію абсорбера для одержання додаткової ректифікації висхідних парів. Джерело потоку флегми для верхньої секції ректифікації, як правило, являє собою рецикльований потік залишкового газу, що подається під тиском. Рецикльований потік залишкового газу звичайно охолоджується по суті до конденсації за допомогою теплообміну з іншими потоками способу, наприклад, із потоком з верхньої частини холодної ректифікаційної колони. По суті, конденсований потік, що одержується, потім розширяється за допомогою відповідного розширювального пристрою, такого як розширювальний клапан, до тиску, при якому працює деметанізатор. Під час розширення частина рідини звичайно буде випаровуватися, призводячи до охолодження потоку в цілому. Миттєво розширений потік потім подається у вигляді початкових матеріалів у верхню частину деметанізатора. Як правило, частину парів розширеного потоку і пари з верхньої частини деметанізатора об'єднують у верхній роздільній секції в ректифікаційній колоні як газоподібний продукт залишкового метану. Альтернативно, охолоджений і розширений потік може подаватися в сепаратор з одержанням потоків парів і рідини, так що після цього пари об'єднуються з продуктом із верхньої частини ректифікаційної колони, а рідина подається в колону у вигляді початкових матеріалів для верхньої частини колони. Типові схеми способу цього типу описані в патентах США №№ 4889545; 5568737; і 5881569, і в публікації Mowrey, E. Ross, "Efficient, High Recovery of Liquids from Natural Gas Utilizing а High Pressure Absorber", Proceedings of the Eighty-First Annual Convention of the Gas Processors Association, Dallas, Texas, March 11-13, 2002. На жаль, ці способи вимагають використання компресора для створення рушійної сили для рециклювання потоку флегми в деметанізатор, збільшуючи як капітальні витрати, так і вартість роботи обладнання, що використовує ці способи. Даний винахід також використовує верхню секцію ректифікації (або окрему ректифікаційну колону, якщо розмір установки або інші чинники сприяють використанню окремих ректифікаційних і роздільних колон). Однак потік флегми для цієї секції ректифікації створюють за допомогою використання бічного відкачування парів, що піднімаються у нижній частині колони. Через відносно високу концентрацію C2 компонентів у парах в нижній частині колони, 2 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 значна кількість рідини може конденсуватися в цьому бічному потоку, що відкачується, без підвищення його тиску, часто використовуючи лише зрідження, доступне в холодних парах, що покидають верхню секцію ректифікації. Ця конденсована рідина, яка переважно являє собою рідкий метан, може потім використовуватися для поглинання C2 компонентів, C3 компонентів, C4 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів із парів, що піднімаються через верхню секцію ректифікації, і тим самим для захоплення цих цінних компонентів у рідкому продукті з нижньої частини деметанізатора. Раніше, така особливість бічного відкачування використовувалася в системах вилучення C3+, як ілюструється в патенті США № 5799507 авторів, а також у системах вилучення C 2+, як ілюструється в патенті США № 7191617 авторів. Несподівано, заявники виявили, що зміна положення вилучення для особливості бічного відкачування винаходу авторів патент США № 7191617 поліпшує вилучення C2+ та ефективність системи без збільшення капітальних витрат або вартості роботи. Відповідно до даного винаходу, виявлено, що вилучення C2 вище 87 % і вилучення C3 і C4+ вище 99 відсотків може бути одержане без необхідності в стисненні потоку флегми для деметанізатора. Даний винахід передбачає додаткову перевагу, будучи здатним підтримувати більш ніж 99 відсоткове вилучення C3 і C4+ компонентів, коли вилучення C2 компонентів перебудовується від високих до низьких значень. На додаток до цього, даний винахід робить можливим в основному 100-відсоткове розділення метану і більш легких компонентів та C 2 компонентів і більш важких компонентів при такому ж споживанні енергії в порівнянні з відомим рівнем техніки, в той же час, підвищуючи рівні вилучення. Даний винахід, хоча є застосовним при більш низькому тиску і більш високих температурах, є особливо переважним при переробці початкових газів у межах від 400 до 1500 фунтів/кв.дюйм абс. [2,758-10,342 кПа (абс.)] або вище за умов, що вимагають температур верхньої частини колони вилучення NGL-50 °F [-46 °C] або нижче. Для кращого розуміння даного винаходу, згадуються нижченаведені приклади і креслення, на яких показане таке: фіг. 1 являє собою блок-схему установки для переробки природного газу відомого рівня техніки відповідно до патенту США № 4278457; фіг. 2 являє собою блок-схему установки для переробки природного газу відомого рівня техніки відповідно до патенту США № 7191617; фіг. 3 являє собою блок-схему установки для переробки природного газу відповідно до даного винаходу; фіг. 4-8 являють собою блок-схеми, що ілюструють альтернативні засоби застосування даного винаходу до потоку природного газу. У поданому далі поясненні зазначених вище фігур наведені таблиці, де зазначені разом швидкості потоків, обчислені для репрезентативних умов способів. У таблицях, наведених у даному документі, значення швидкостей потоків (у молях за годину) округляються до найближчого цілого числа для зручності. Загальні швидкості потоків, показані в таблицях, включають усі невуглеводневі компоненти і, отже, як правило, вони більші, ніж сума швидкостей потоків для вуглеводневих компонентів. Зазначені температури являють собою приблизні значення, округлені до найближчого градуса. Необхідно також зазначити, що обчислення відносно конструкції способу, здійснювані для цілей порівняння способів, зображених на фігурах, ґрунтуються на припущенні про відсутність витоків тепла з оточення (або в нього) у спосіб (або з нього). Якість комерційно доступних ізолювальних матеріалів робить це припущення дуже розумним і таким, яке звичайно робиться фахівцями в даній галузі техніки. Для зручності, параметри способу повідомляються як у традиційних Британських одиницях, так і в Міжнародній системі одиниць (СІ). Молярні швидкості потоків, наведені в таблицях, можуть інтерпретуватися або як фунтмолі за годину, або як кілограммолі за годину. Споживання енергії, наведене як кінська сила (к.с.) і/або тисяча Британських теплових одиниць за годину (кбто/годину), відповідає сформульованим молярним швидкостям потоків у фунтмолях за годину. Споживання енергії, виражене як кіловати (кВт), відповідає сформульованим молярним швидкостям потоків у кілограммолях за годину. Опис попереднього рівня техніки Фіг. 1 являє собою блок-схему способу, що показує конструкцію переробної установки для вилучення C2+ компонентів із природного газу з використанням відомого рівня техніки відповідно до патенту США № 4278457. При цьому моделюванні способу, вхідний газ надходить в установку при 85 °F [29 °C] і 970 фунтів/кв. дюйм абс. [6,688 кПа (абс.)] як потік 31. Якщо вхідний газ містить певну концентрацію сполук сірки, які роблять потоки продуктів такими, що не відповідають специфікаціям, сполуки сірки видаляють за допомогою відповідної попередньої 3 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обробки початкового газу (не ілюструється). На додаток до цього, потік початкових матеріалів звичайно дегідратують для запобігання формуванню гідрату (льоду) за кріогенних умов. Як правило, для цієї мети використовують твердий вологопоглинач. Потік початкових матеріалів 31 охолоджують в теплообміннику 10 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -6 °F [-21 °C] (потік 38b), з рідинами з ребойлерів у нижній частині деметанізатора при 30 °F [-1 °C] (потік 40) і з пропановим холодоагентом. Зазначимо, що у всіх випадках обмінник 10 являє собою або велику кількість індивідуальних теплообмінників, або окремий багатопрохідний теплообмінник, або будь-яке їхнє поєднання. (Рішення про те, чи використовувати декілька теплообмінників для зазначених завдань охолодження, буде залежати від ряду чинників, включаючи, але не обмежуючись цим, швидкість потоку вхідного газу, розмір теплообмінника, температури потоків, тощо). Охолоджений потік 31a надходить в сепаратор 11 при 0 °F [-18 °C] і 955 фунтів/кв. дюйм абс. [6,584 кПа (абс.)], де пари (потік 32) відділяються від конденсованої рідини (потік 33). Рідина з сепаратора (потік 33) розширяється до робочого тиску (приблизно 445 фунтів/кв. дюйм абс. [3,068 кПа (абс.)]) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до -27 °F [-33 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 у точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 32) з сепаратора 11 додатково охолоджуються в теплообміннику 13 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -34 °F [-37 °C] (потік 38a) і рідинами з верхніх бічних ребойлерів деметанізатора при -38 °F [-39 °C] (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить в сепаратор 14 при -27 °F [-33 °C] і 950 фунтів/кв. дюйм абс. [6,550 кПа (абс.)], де пари (потік 34) відділяються від конденсованої рідини (потік 37). Рідина з сепаратора (потік 37) розширяється до робочого тиску колони за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -61 °F [-52 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 у другій точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 34) з сепаратора 14 розділяються на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить приблизно 38 % від парів у цілому, проходить через теплообмінник 15 в стані взаємного теплообміну з холодним залишковим газом при -124 °F [-87 °C] (потік 38), де він охолоджується по суті до конденсації. Одержаний по суті конденсований потік 35a при -119 °F [-84 °C] потім миттєво розширяється через розширювальний клапан 16 до робочого тиску ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, що призводить до охолодження потоку в цілому. У способі, що ілюструється на фіг. 1, розширений потік 35b, що покидає розширювальний клапан 16, досягає температури -130 °F [-90 °C] і подається в сепараторну секцію 20a у верхній ділянці ректифікаційної колони 20. Рідини, розділені в ній, стають початковими матеріалами для верхньої частини секції деметанізатора 20b. 62 % парів, що залишилися, з сепаратора 14 (потік 36) надходять у розширювальну машину 17, в якій вилучається механічна енергія з цієї частини початкових матеріалів високого тиску. Розширювальна машина 17 розширює пари по суті ізоентропійно до робочого тиску колони, при цьому робочий цикл розширення охолоджує розширений потік 36a до температури приблизно 83 °F [-64 °C]. Типові комерційно доступні детандери здатні добувати порядку 80-85 % роботи, теоретично доступної при ідеальному ізоентропічному розширенні. Робота, що добувається, часто використовується для приведення в дію відцентрового компресора (такого, як позначений номером 18), який може використовуватися, наприклад, для повторного стиснення залишкового газу (потік 38c). Частково конденсований розширений потік 36a потім подається як початкові матеріали в ректифікаційну колону 20 в точці введення у верхній половині колони. Деметанізатор у колоні 20 являє собою звичайну дистиляційну колону, що містить велику кількість тарілок, відділених одна від одної певною відстанню по вертикалі, один або декілька шарів насадки або певне поєднання тарілок і насадки. Як часто буває в установках для переробки природного газу, ректифікаційна колона може складатися з двох секцій. Верхня секція 20a являє собою сепаратор, де частково випарувані початкові матеріали для верхньої частини розділяються на їхні відповідні парову і рідку частини і де пари, що піднімаються від нижньої секції дистиляції або деметанізації 20b, об'єднуються з частиною парів із початкових матеріалів для верхньої частини з утворенням холодних парів у верхній частині деметанізатора (потік 38), які покидають верхню частину колони при -124 °F [-87 °C]. Нижня секція, секція деметанізації 20b містить тарілки і/або насадку і забезпечує необхідний контакт між рідинами, що падають вниз, і парами, що піднімаються вгору. Секція деметанізації 20b також містить ребойлери (такі як ребойлер 21 і бічні ребойлери, описані раніше), які нагрівають і випаровують частину рідин, що протікають вниз по колоні, щоб забезпечити пари для розділення, які протікають вгору по колоні, для відділення рідкого продукту, потоку 41, від метану і більш легких компонентів. 4 UA 105481 C2 5 10 15 Потік рідких продуктів 41 покидає нижню частину колони при 113 °F [45 °C], ґрунтуючись на типовій специфікації для співвідношення метану та етану 0,025:1, як молярного співвідношення в продукті з нижньої частини колони. Залишковий газ (потік парів із верхньої частини деметанізатора 38) проходить протитечійно до початкового газу, що надходить у теплообмінник 15, де він нагрівається до -34 °F [-37 °C] (потік 38a), в теплообмінник 13, де він нагрівається до 6 °F [-21 °C] (потік 38b), і в теплообмінник 10, де він нагрівається до 80 °F [27 °C] (потік 38c). Потім залишковий газ повторно стискується в двох ступенях. Перший ступінь являє собою компресор 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17. Другий ступінь являє собою компресор 25, що приводиться в дію за допомогою допоміжного джерела енергії, яке стискає залишковий газ (потік 38d) до тиску комерційного трубопроводу. Після охолодження до 120 °F [49 °C] у вихідному охолоджувачі 26, залишковий газовий продукт (потік 38f) протікає у комерційний газовий трубопровід при 1015 фунтів/кв. дюйм абс. [6,998 кПа (абс.)], що достатньо для задоволення вимог трубопроводу (звичайно, до порядку величини вхідного тиску). Зведення швидкостей потоків і споживання енергії для способу, що ілюструється на фіг. 1, наводиться в таблиці нижче: Таблиця I (Фіг. 1) Зведення швидкостей потоку – фунт∙моль/годину [кг∙моль/годину] Потік Метан Етан Пропан Вилучення* Етан Пропан Бутан+ 84,20 % 98,58 % 99,88 % 5 Бутан+ У цілому UA 105481 C2 Енергія Стиснення залишкового газу Стиснення холодоагента Стиснення в цілому 23,635 к.с. [38,855 кВт] 7,535 к.с. [12,388 кВт] 31,170 к.с. [51,243 кВт] * (На основі незаокруглених швидкостей потоків) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Фіг. 2 являє собою альтернативний спосібвідомого рівня техніки відповідно до патенту США № 7191617. Даний спосіб застосовують при такій же композиції початкового газу і за умов, як описано вище для фіг. 1. При моделюванні цього способу, як і при моделюванні способу на фіг. 1, робочі умови вибираються для зведення до мінімуму споживання енергії для даного рівня вилучення. При моделюванні способу на фіг. 2, вхідний газ надходить в установку як потік 31 і охолоджується в теплообміннику 10 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -5 °F [-20 °C] (потік 45b), із рідинами з бічних ребойлерів у нижній частині деметанізатора при 33 °F [0 °C] (потік 40) і з пропановим холодоагентом. Охолоджений потік 31a надходить у сепаратор 11 при 0 °F [-18 °C] і 955 фунтів/кв. дюйм абс. [6,584 кПа (абс.)], де пари (потік 32) відділяються від конденсованої рідини (потік 33). Рідина з сепаратора (потік 33) розширяється до робочого тиску (приблизно 450 фунтів/кв. дюйм абс. [3,103 кПа (абс.)]) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до -27 °F [-33 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 в точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 32) з сепаратора 11 додатково охолоджуються в теплообміннику 13 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -36 °F [-38 °C] (потік 45a) і з рідинами з бічних ребойлерів у верхній частині деметанізатора при -38 °F [-39 °C] (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить у сепаратор 14 при -29 °F [-34 °C] і 950 фунтів/кв. дюйм абс. [6,550 кПа (абс.)], де пари (потік 34) відділяються від конденсованої рідини (потік 37). Рідина з сепаратора (потік 37) розширяється до робочого тиску колони за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -64 °F [-53 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 у другій точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 34) з сепаратора 14 розділяються на два потоки 35 і 36. Потік 35, що містить приблизно 37 % від парів у цілому, проходить через теплообмінник 15 у стані взаємного теплообміну з холодним залишковим газом при -120 °F [-84 °C] (потік 45), де він охолоджується по суті до конденсації. Одержаний по суті конденсований потік 35a при -115 °F [-82 °C] потім миттєво розширяється через розширювальний клапан 16 до робочого тиску ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, призводячи до охолодження потоку 35b до -129 °F [-89 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 в точці введення у верхній половині колони. 63 % парів, що залишилися, з сепаратора 14 (потік 36) надходять у розширювальну машину 17, в якій вилучається механічна енергія з цієї частини початкових матеріалів високого тиску. Розширювальна машина 17 по суті ізоентропійно розширює пари до робочого тиску колони, при цьому робочий цикл розширення охолоджує розширений потік 36a до температури приблизно 84 °F [-65 °C]. Частково конденсований розширений потік 36a після цього подається як початкові матеріали в ректифікаційну колону 20 у третій точці введення в нижній половині колони. Деметанізатор у колоні 20 складається з двох таких секцій. Верхня поглинаюча (ректифікаційна) секція 20a містить тарілки і/або насадку для забезпечення необхідного контакту між частиною парів розширених потоків 35b і 36a, що піднімаються вгору, і холодною рідиною, що падає вниз, для конденсації і поглинання етану, пропану і більш важких компонентів із парів, що піднімаються вгору. Нижня роздільна секція 20b містить тарілки і/або насадку для забезпечення необхідного контакту між рідинами, що падають вниз, і парами, що піднімаються вгору. Секція деметанізації 20b також містить ребойлери (такі як ребойлер 21 і бічні ребойлери, описані раніше), які нагрівають і випаровують частину рідин, що протікають вниз по колоні, для забезпечення парів для розділення, які протікають вгору по колоні, для виділення з рідкого продукту, потоку 41, метану і більш легких компонентів. Потік 36a надходить 6 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 у деметанізатор 20 в проміжному положенні введення, розташованому в нижній частині поглинаючої секції 20a деметанізатора 20. Частина розширеного потоку рідини змішується з рідинами, що падають вниз із поглинаючої секції 20a, і об'єднана рідина продовжує рух вниз у роздільну секцію 20b деметанізатора 20. Частина парів розширеного потоку піднімається вгору через поглинаючу секцію 20a і вступає в контакт з холодною рідиною, що падає вниз, для конденсування і поглинання етану, пропану і більш важких компонентів. Частина пари від дистиляції (потік 42) вилучається з верхньої частини роздільної секції 20b. Потім цей потік охолоджують від -91 °F [-68 °C] до -122 °F [-86 °C] і частково конденсують (потік 42a) в теплообміннику 22 за допомогою теплообміну з холодним потоком із верхньої частини деметанізатора 38, що покидає верхню частину деметанізатора 20 при -127 °F [-88 °C]. Холодний потік з верхньої частини деметанізатора злегка нагрівається до -120 °F [-84 °C] (потік 38a), коли він охолоджує і конденсує, щонайменше, частину потоку 42. Робочий тиск у сепараторі флегми 23 (447 фунтів/кв. дюйм абс. [3,079 кПа (абс.)]) підтримується трохи нижчим, ніж робочий тиск деметанізатора 20. Це забезпечує рушійну силу, яка примушує паровий потік від дистиляції 42 протікати через теплообмінник 22, а звідти в сепаратор флегми 23, де конденсована рідина (потік 44) відділяється від будь-яких неконденсованих парів (потік 43). Потім потік 43 об'єднується з підігрітим потоком із верхньої частини деметанізатора 38a від теплообмінника 22 з утворенням потоку холодного залишкового газу 45 при -120 °F [-84 °C]. Рідкий потік 44 з сепаратора флегми 23 підкачується за допомогою помпи 24 до тиску трохи вищого, ніж робочий тиск деметанізатора 20, а потім потік 44a подається як холодні початкові матеріали з верхньої частини колони (флегма) в деметанізатор 20. Ця холодна рідка флегма поглинає і конденсує пропан та більш важкі компоненти, що піднімаються у верхню ректифікаційну частину поглинаючої секції 20a деметанізатора 20. У роздільній секції 20b деметанізатора 20, потоки початкових матеріалів відділяються від їхніх метанових і більш легких компонентів. Одержаний рідкий продукт (потік 41) покидає нижню частину колони 20 при 114 °F [45 °C]. Паровий потік дистиляції, що утворює потік з верхньої частини колони (потік 38), нагрівається в теплообміннику 22, коли він забезпечує охолодження потоку дистиляції 42, як описано раніше, потім об'єднується з паровим потоком 43 від сепаратора флегми 23 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45. Залишковий газ протікає протитечійно до початкового газу, що надходить у теплообмінник 15, де він нагрівається до -36 °F [-38 °C] (потік 45a), в теплообмінник 13, де він нагрівається до -5 °F [20 °C] (потік 45b), і в теплообмінник 10, де він нагрівається до 80 °F [27 °C] (потік 45c), коли він забезпечує охолодження, як описано раніше. Потім залишковий газ повторно стискується в двох ступенях, у компресорі 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17, і в компресорі 25, що приводиться в дію за допомогою допоміжного джерела енергії. Після охолодження потоку 45e до 120 °F [49 °C] у вихідному охолоджувачі 26, залишковий газовий продукт (потік 45f) протікає в комерційний газовий трубопровід при 1015 фунтів/кв. дюйм абс. [6,998 кПа (абс.)]. Зведення швидкостей потоків і споживання енергії для способу, що ілюструється на фіг. 2, наводиться в таблиці нижче: 7 UA 105481 C2 Таблиця II (Фіг. 2) Зведення швидкостей потоку - фунт∙моль/годину [кг∙моль/годину] Потік Метан Етан Пропан Вилучення* Етан Пропан Бутан+ 85,08 % 99,20 % 99,98 % Енергія Стиснення 23,636 к.с. [38,857 кВт] залишкового газу Стиснення 7,561 к.с. [12,430 кВт] холодоагента Стиснення в цілому 31,197 к.с. [51,287 кВт] * (На основі незаокруглених швидкостей потоків) 8 Бутан+ У цілому UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Порівняння таблиць I і II показує, що в порівнянні зі способом на фіг. 1, спосіб фіг. 2 поліпшує вилучення етану від 84,20 % до 85,08 %, вилучення пропану від 98,58 % до 99,20 % і вилучення бутану+ від 99,88 % до 99,98 %. Крім того, порівняння таблиць I і II додатково показує, що поліпшення виходу досягається при використанні в основному того ж споживання енергії. Опис винаходу Приклад 1 Фіг. 3 ілюструє блок-схему способу відповідно до даного винаходу. Композиція початкового газу та умови, що розглядаються в способі, подані на фіг. 3, є такими ж, як на фіг. 1 і 2. Відповідно, даний спосіб може порівнюватися зі способами на фіг. 1 і 2 для ілюстрації переваг даного винаходу. При моделюванні способу на фіг. 3, вхідний газ надходить в установку як потік 31 і охолоджується в теплообміннику 10 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -4 °F [-20 °C] (потік 45b), з рідинами з нижніх бічних ребойлерів деметанізатора при 36 °F [2 °C] (потік 40) і з пропановим холодоагентом. Охолоджений потік 31a надходить в сепаратор 11 при 1 °F [-17 °C] і 955 фунтів/кв. дюйм абс. [6,584 кПа (абс.)], де пари (потік 32) відділяються від конденсованої рідини (потік 33). Рідина з сепаратора (потік 33) розширяється до робочого тиску (приблизно 452 фунтів/кв. дюйм абс. [3,116 кПа (абс.)]) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до -25 °F [-32 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 в точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 32) з сепаратора 11 додатково охолоджуються в теплообміннику 13 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -38 °F [-39 °C] (потік 45a) і з рідинами з верхніх бічних ребойлерів деметанізатора при -37 °F [-38 °C] (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить в сепаратор 14 при -31 °F [-35 °C] і 950 фунтів/кв. дюйм абс. [6,550 кПа (абс.)], де пари (потік 34) відділяються від конденсованої рідини (потік 37). Рідина з сепаратора (потік 37) розширяється до робочого тиску колони за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -65 °F [-54 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 у другій точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 34) з сепаратора 14 розділяються на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить приблизно 38 % від парів у цілому, проходить через теплообмінник 15 у стані взаємного теплообміну з холодним залишковим газом при -124 °F [-86 °C] (потік 45), де він охолоджується по суті до конденсації. Одержаний по суті конденсований потік 35a при -119 °F [-84 °C] потім миттєво розширяється через розширювальний клапан 16 до робочого тиску ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, що призводить до охолодження потоку в цілому. У способі, що ілюструється на фіг. 3, розширений потік 35b, що покидає розширювальний клапан 16, досягає температури -129 °F [-89 °C] і подається в ректифікаційну колону 20 в точці введення у верхній половині колони. 62 % парів, що залишилися, з сепаратора 14 (потік 36) надходять у розширювальну машину 17, в якій з цієї частини початкових матеріалів високого тиску вилучається механічна енергія. Розширювальна машина 17 по суті ізоентропійно розширює пари до робочого тиску колони, при цьому робочий цикл розширення охолоджує розширений потік 36a до температури приблизно 85 °F [-65 °C]. Частково конденсований розширений потік 36a після цього подається як початкові матеріали в ректифікаційну колону 20 в третій нижній точці введення середньої частини колони. Деметанізатор в колоні 20 являє собою звичайну дистиляційну колону, що містить велику кількість тарілок, відділених одна від одної певною відстанню по вертикалі, один або декілька шарів насадки або певне поєднання тарілок і насадки. Колона деметанізатора складається з двох секцій: верхньої поглинаючої (ректифікаційної) секції 20a, яка містить тарілки і/або насадку для забезпечення необхідного контакту між частиною парів розширених потоків 35b і 36a, що піднімаються вгору, і холодною рідиною, що падає вниз, для конденсації і поглинання C 2 компонентів, C3 компонентів і більш важких компонентів із парів, що піднімаються вгору; і нижньої роздільної секції 20b, яка містить тарілки і/або насадку для забезпечення необхідного контакту між рідинами, що падають вниз, і парами, що піднімаються вгору. Секція деметанізації 20b також містить ребойлери (такі як ребойлер 21 і бічні ребойлери, описані раніше), які нагрівають і випаровують частину рідин, що протікають вниз по колоні, для створення парів для розділення, які протікають вгору по колоні, для відділення від рідкого продукту, потоку 41, метану і більш легких компонентів. Потік 36a надходить у деметанізатор 20 в проміжному положенні введення, розташованому в нижній частині поглинаючої секції 20a деметанізатора 20. Рідка частина розширеного потоку перемішується з рідинами, що падають вниз із поглинаючої секції 20a, і об'єднана рідина продовжує падати вниз у роздільну секцію 20b деметанізатора 20. Частина парів розширеного потоку піднімається вгору через поглинаючу 9 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 секцію 20a і вступає у контакт із холодною рідиною, що падає вниз, для конденсування і поглинання C2 компонентів, C3 компонентів і більш важких компонентів. Частина парів дистиляції (потік 42) вилучається з проміжної частини поглинаючої секції 20a, вище від положення введення розширеного потоку 36a в нижній частині поглинаючої секції 20a. Цей паровий потік дистиляції 42 потім охолоджується від -101 °F [-74 °C] до -124 °F [-86 °C] і частково конденсується (потік 42a) в теплообміннику 22 за допомогою теплообміну з холодним потоком із верхньої частини деметанізатора 38, що покидає верхню частину деметанізатора 20 при -128 °F [-89 °C]. Холодний потік з верхньої частини деметанізатора злегка нагрівається до 124 °F [-86 °C] (потік 38a), коли він охолоджує і конденсує, щонайменше, частину потоку 42. Робочий тиск у сепараторі флегми 23 (448 фунтів/кв. дюйм абс. [3,090 кПа (абс.)]) підтримується трохи нижчим за робочий тиск деметанізатора 20. Це забезпечує рушійну силу, яка примушує паровий потік дистиляції 42 протікати через теплообмінник 22, а звідти в сепаратор флегми 23, де конденсована рідина (потік 44) відділяється від будь-яких неконденсованих парів (потік 43). Потім потік 43 об'єднується з підігрітим потоком із верхньої частини деметанізатора 38a від теплообмінника 22 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45 при -124 °F [-86 °C]. Рідкий потік 44 з сепаратора флегми 23 підкачується за допомогою помпи 24 до тиску трохи вищого, ніж робочий тиск деметанізатора 20, і потік 44a потім подається як холодні початкові матеріали з верхньої частини колони (флегма) у деметанізатор 20 при -123 °F [-86 °C]. Ця холодна рідка флегма поглинає і конденсує C2 компоненти, C3 компоненти і більш важкі компоненти, що піднімаються у верхню частину ректифікації поглинаючої секції 20a деметанізатора 20. У роздільній секції 20b деметанізатора 20, потоки початкових матеріалів відділяються від їхніх метанових і більш легких компонентів. Одержаний рідкий продукт (потік 41) покидає нижню частину колони 20 при 113 °F [45 °C]. Паровий потік дистиляції, що утворює потік з верхньої частини колони (потік 38), нагрівається в теплообміннику 22, коли він забезпечує охолодження потоку дистиляції 42, як описано раніше, потім об'єднується з паровим потоком 43 з сепаратора флегми 23 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45. Залишковий газ протікає протитечійно до початкового газу, що надходить у теплообмінник 15, де він нагрівається до 38 °F [-39 °C] (потік 45a), в теплообмінник 13, де він нагрівається до -4 °F [-20 °C] (потік 45b), і в теплообмінник 10, де він нагрівається до 80 °F [27 °C] (потік 45c), коли він забезпечує охолодження, як описано раніше. Потім залишковий газ повторно стискується в двох ступенях, в компресорі 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17, і в компресорі 25, що приводиться в дію за допомогою допоміжного джерела енергії. Після охолодження потоку 45e до 120 °F [49 °C] у вихідному охолоджувачі 26, залишковий газовий продукт (потік 45f) протікає в комерційний газовий трубопровід при 1015 фунтів/кв. дюйм абс. [6,998 кПа (абс.)]. Зведення швидкостей потоків і споживання енергії для способу, що ілюструється на фіг. 3, наводиться в таблиці нижче: 10 UA 105481 C2 Таблиця III (Фіг. 3) Зведення швидкостей потоку – фунт∙моль/годину [кг∙моль/годину] Потік Метан Етан Пропан Вилучення* Етан Пропан Бутан+ 87,33 % 99,36 % 99,99 % Енергія Стиснення залишкового газу 23,518 к.с. [38,663 кВт] 7,554 к.с. [12,419 Стиснення холодоагента кВт] 31,072 к.с. [51,082 Стиснення в цілому кВт] * (На основі незаокруглених швидкостей потоків) 11 Бутан+ У цілому UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Порівняння таблиць I, II і III показує, що в порівнянні з відомим рівнем техніки, даний винахід поліпшує вилучення етану від 84,20 % (для фіг. 1) і від 85,08 % (для фіг. 2) до 87,33 %, вилучення пропану від 98,58 % (для фіг. 1) і від 99,20 % (для фіг. 2) до 99,36 % і вилучення бутану+ від 99,88 % (для фіг. 1) і від 99,98 % (для фіг. 2) до 99,99 %. Крім того, порівняння таблиць I, II і III показує, що поліпшення виходу досягається з трохи меншим використанням енергії, ніж при відомому рівні техніки. У термінах ефективності вилучення (яка визначається за кількістю етану, що вилучається на одиницю потужності), даний винахід надає 4 % поліпшення в порівнянні зі способом на фіг. 1 відповідно до відомого рівня техніки і 3 % поліпшення в порівнянні зі способом на фіг. 2 відповідно до відомого рівня техніки. Поліпшення у вилученні та ефективності вилучення, що забезпечується за допомогою даного винаходу, в порівнянні з параметрами способу на фіг. 1 згідно з відомим рівнем техніки, спричиняється допоміжною ректифікацією, що забезпечується потоком флегми 44a, яка зменшує кількість C2 компонентів, C3 компонентів і C4+ компонентів, що містяться в початковому газі на вході, які втрачаються в залишковому газі. Хоча розширений по суті конденсований потік початкових матеріалів 35b, що подається в поглинаючу секцію 20a деметанізатора 20, забезпечує об'ємне вилучення C2 компонентів, C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів, що містяться в розширених початкових матеріалах 36a і в парах, що піднімаються з роздільної секції 20b, він не може захопити всі C 2 компоненти, C3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти через рівноважні ефекти, оскільки потік 35b сам містить C 2 компоненти, C3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти. Однак потік флегми 44a за даним винаходом переважно являє собою рідкий метан і містить дуже мало C 2 компонентів, C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів, так що лише малої кількості флегми у верхній частині ректифікації в поглинаючій секції 20a досить для захоплення більшості C 2 компонентів і майже всіх C3 компонентів, і більш важких вуглеводневих компонентів. У результаті, на додаток до поліпшення у вилученні етану, майже 100 % пропану і в основному все більш важкі вуглеводневі компоненти вилучаються в рідкому продукті 41, що покидає нижню частину деметанізатора 20. Через об'ємне вилучення рідини, що забезпечується розширеним по суті конденсованим потоком початкових матеріалів 35b, необхідна кількість флегми (потік 44a) є досить малою, так що холодні пари з верхньої частини деметанізатора (потік 38) можуть забезпечити зрідження для генерування цієї флегми без значного впливу на охолодження потоку початкових матеріалів 35 в теплообміннику 15. Ключовою особливістю даного винаходу в порівнянні зі способом на фіг. 2 відповідно до відомого рівня техніки є положення точки вилучення для парового потоку дистиляції 42. У той час як точка вилучення для способу на фіг. 2 знаходиться у верхній частині роздільної секції 20b ректифікаційної колони 20, даний винахід вилучає паровий потік дистиляції 42 з проміжної частини поглинаючої секції 20a, вище від положення введення розширеного потоку 36a. Пари в цій проміжній частині поглинаючої секції 20a вже зазнають часткової ректифікації за допомогою холодних рідин, що знаходяться в потоку флегми 44a і в розширеному по суті конденсованому потоку 35b. У результаті, паровий потік дистиляції 42 за даним винаходом містить значно більш низькі концентрації C2 компонентів, C3 компонентів і C4+ компонентів в порівнянні з відповідним потоком 42 способу на фіг. 2 згідно з відомим рівнем техніки, як можна побачити за допомогою порівняння таблиць II і III. Одержаний потік флегми 44a може ректифікувати пари в поглинаючій секції 20a більш ефективно, зменшуючи необхідну величину потоку флегми 44a і як наслідок, поліпшуючи ефективність даного винаходу в порівнянні з відомим рівнем техніки. Потік флегми 44a був би ще більш ефективним, якби він містив лише метан і більш леткі компоненти і не містив C2+ компонентів. На жаль, неможливо конденсувати достатню кількість такої флегми з парового потоку дистиляції 42, використовуючи лише зрідження, доступне в потоках способу, без підвищення тиску потоку 42, якщо він не містить, щонайменше, деяких C 2+ компонентів. Необхідно ретельно вибрати положення вилучення в поглинаючій секції 20a, таким чином, щоб паровий потік дистиляції 42, що одержується, містив кількість C 2+ компонентів, достатню для легкого конденсування, без зменшення ефективності потоку флегми 44a, роблячи так, щоб він містив надто багато C2+ компонентів. Таким чином, положення для вилучення парового потоку дистиляції 42 за даним винаходом повинно оцінюватися для кожного застосування. Приклад 2 Альтернативні засоби для вилучення парів дистиляції з колони показані в іншому варіанті здійснення даного винаходу, як ілюструється на фіг. 4. Композиція початкового газу та умови, що розглядаються в способі, поданому на фіг. 4, є такими ж, як на фіг. 1-3. Відповідно, фіг. 4 може порівнюватися зі способами на фіг. 1 і 2 для ілюстрації переваг даного винаходу і може подібним же чином порівнюватися з варіантами здійснення, поданими на фіг. 3. 12 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При моделюванні способу на фіг. 4, вхідний газ надходить в установку як потік 31 і охолоджується в теплообміннику 10 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -4 °F [-20 °C] (потік 45b), з рідинами з нижніх бічних ребойлерів деметанізатора при 35 °F [2 °C] (потік 40) і з пропановим холодоагентом. Охолоджений потік 31a надходить у сепаратор 11 при 1 °F [-17 °C] і 955 фунтів/кв. дюйм абс. [6,584 кПа (абс.)], де пари (потік 32) відділяються від конденсованої рідини (потік 33). Рідина з сепаратора (потік 33) розширяється до робочого тиску (приблизно 451 фунтів/кв. дюйм абс. [3,107 кПа (абс.)]) ректифікаційної колони 20 за допомогою розширювального клапана 12, охолоджуючи потік 33a до -25 °F [-32 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 в точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 32) з сепаратора 11 додатково охолоджуються в теплообміннику 13 за допомогою теплообміну з холодним залишковим газом при -40 °F [-40 °C] (потік 45a) і рідинами з верхніх бічних ребойлерів деметанізатора при -37 °F [-39 °C] (потік 39). Охолоджений потік 32a надходить у сепаратор 14 при -32 °F [-35 °C] і 950 фунтів/кв. дюйм абс. [6,550 кПа (абс.)], де пари (потік 34) відділяються від конденсованої рідини (потік 37). Рідина з сепаратора (потік 37) розширяється до робочого тиску в колоні за допомогою розширювального клапана 19, охолоджуючи потік 37a до -67 °F [-55 °C] перед тим, як він подається в ректифікаційну колону 20 у другій точці введення в нижній половині колони. Пари (потік 34) з сепаратора 14 розділяються на два потоки, 35 і 36. Потік 35, що містить приблизно 37 % від парів у цілому, проходить через теплообмінник 15 у стані взаємного теплообміну з холодним залишковим газом при -123 °F [-86 °C] (потік 45), де він охолоджується по суті до конденсації. Одержаний по суті конденсований потік 35a при -118 °F [-83 °C] потім миттєво розширяється через розширювальний клапан 16 до робочого тиску ректифікаційної колони 20. Під час розширення частина потоку випаровується, що призводить до охолодження потоку в цілому. У способі, що ілюструється на фіг. 4, розширений потік 35b, який покидає розширювальний клапан 16, досягає температури -129 °F [-90 °C] і подається в ректифікаційну колону 20 в точці введення у верхній половині колони. 63 % парів, що залишаються, з сепаратора 14 (потік 36) надходять у розширювальну машину 17, в якій з цієї частини початкових матеріалів високого тиску добувається механічна енергія. Розширювальна машина 17 розширює пари по суті ізоентропійно до робочого тиску в колоні, при цьому робочий цикл розширення охолоджує розширений потік 36a до температури приблизно -86 °F [-66 °C]. Частково конденсований розширений потік 36a подається після цього як початковий матеріал в ректифікаційну колону 20 у третій точці введення в нижній половині колони. Перша частина парів дистиляції (потік 54) вилучається з проміжної частини поглинаючої секції 20a, вище від положення введення розширеного потоку 36a в нижній частині поглинаючої секції 20a. Друга частина парів дистиляції (потік 55) вилучається з верхньої частини роздільної секції 20b, нижче від положення введення розширеного потоку 36a. Перша частина при -105 °F [-76 °C] об'єднується з другою частиною при -92 °F [-69 °C] з утворенням об'єднаного парового потоку 42. Об'єднаний паровий потік 42 потім охолоджується від -102 °F [-74 °C] до -124 °F [87 °C] і частково конденсується (потік 42a) в теплообміннику 22 за допомогою теплообміну з холодним потоком із верхньої частини деметанізатора 38, що покидає верхню частину деметанізатора 20, при -129 °F [-90 °C]. Холодний потік з верхньої частини деметанізатора злегка нагрівається до -122 °F [-86 °C] (потік 38a), коли він охолоджує і конденсує, щонайменше, частину потоку 42. Робочий тиск у сепараторі флегми 23 (447 фунтів/кв. дюйм абс. [3,081 кПа (абс.)]) підтримується трохи нижчим за робочий тиск деметанізатора 20. Це забезпечує рушійну силу, яка примушує об'єднаний паровий потік 42 протікати через теплообмінник 22, а звідти в сепаратор флегми 23, де конденсована рідина (потік 44) відділяється від будь-яких неконденсованих парів (потік 43). Потім потік 43 об'єднується з підігрітим потоком із верхньої частини деметанізатора 38a з теплообмінника 22 з утворенням холодного залишкового газового потоку 45 при -123 °F [-86 °C]. Рідкий потік 44 з сепаратора флегми 23 підкачується за допомогою помпи 24 до тиску трохи вищого, ніж робочий тиск деметанізатора 20, і потім потік 44a подається як холодні початкові матеріали з верхньої частини колони (флегма) в деметанізатор 20 при -124 °F [-86 °C]. Ця холодна рідка флегма поглинає і конденсує C2 компоненти, C3 компоненти і більш важкі компоненти, що піднімаються у верхню частину ректифікації поглинаючої секції 20a деметанізатора 20. У роздільній секції 20b деметанізатора 20, потоки початкових матеріалів відділяються від метану, що міститься в них, і більш легких компонентів. Одержаний рідкий продукт (потік 41) покидає нижню частину колони 20 при 112 °F [44 °C]. Паровий потік дистиляції, що утворює 13 UA 105481 C2 5 10 газову фазу у верхній частині колони (потік 38), нагрівають у теплообміннику 22, оскільки він забезпечує охолодження потоку дистиляції 42, як описано раніше, потім об'єднується з паровим потоком 43 з сепаратора флегми 23 з утворенням холодного потоку залишкового газу 45. Залишковий газ протікає протитечійно до початкового газу, що надходить у теплообмінник 15, де він нагрівається до -40 °F [-40 °C] (потік 45a), в теплообмінник 13, де він нагрівається до -4 °F [-20 °C] (потік 45b), і в теплообмінник 10, де він нагрівається до 80 °F [27 °C] (потік 45c), коли він забезпечує охолодження, як описано раніше. Потім залишковий газ повторно стискується в двох ступенях, в компресорі 18, що приводиться в дію розширювальною машиною 17, і в компресорі 25, що приводиться в дію за допомогою допоміжного джерела енергії. Після охолодження потоку 45e до 120 °F [49 °C] у вихідному охолоджувачі 26, продукт залишкового газу (потік 45f) протікає в комерційний газовий трубопровід при 1015 фунтів/кв. дюйм абс. [6,998 кПа (абс.)]. Зведення швидкостей потоків і споживання енергії для способу, що ілюструється на фіг. 4, наводиться в таблиці нижче: Таблиця IV (Фіг. 4) Зведення швидкостей потоку – фунт∙моль/годину [кг∙моль/годину] Потік Метан Етан Пропан 15 14 Бутан+ У цілому UA 105481 C2 Вилучення* Етан Пропан Бутан+ 87,59 % 99,43 %99,99 % Енергія Стиснення 23,612 к.с. [38,818 кВт] залишкового газу Стиснення 7,470 к.с. [12,281 кВт] холодоагента Стиснення в цілому 31,082 к.с. [51,099 кВт] * (На основі незаокруглених швидкостей потоків) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Порівняння таблиць III і IV показує, що в порівнянні з варіантом здійснення даного винаходу на фіг. 3, варіант здійснення на фіг. 4 додатково поліпшує вилучення етану від 87,33 % до 87,59 % і вилучення пропану від 99,36 % до 99,43 %. Порівняння таблиць III і IV додатково показує, що поліпшення виходу досягається з використанням в основному однакової кількості енергії. У термінах ефективності вилучення (яка визначається за кількістю етану, що вилучається на одиницю потужності), варіант здійснення даного винаходу на фіг. 4 підтримує 4 % поліпшення в порівнянні зі способом відомого рівня техніки на фіг. 1 і 3 % поліпшення в порівнянні зі способом відомого рівня техніки на фіг. 2. Поліпшення вилучення для варіанта здійснення даного винаходу на фіг. 4 в порівнянні з варіантом здійснення на фіг. 3 спричинене збільшенням величини потоку флегми 44a для варіанта здійснення на фіг. 4. Як можна побачити за допомогою порівняння таблиць III і IV, швидкість потоку для потоку флегми 44a для варіанта здійснення на фіг. 4 на 24 % вища. Більш висока швидкість флегми поліпшує допоміжну ректифікацію у верхній частині поглинаючої секції 20a, яка зменшує кількість C2 компонентів, C3 компонентів і C4+ компонентів, що містяться в газоподібних початкових матеріалах на вході, які втрачаються в залишковому газі. Ця більш висока швидкість флегми є можливою, тому що об'єднаний паровий потік 42 варіанта здійснення на фіг. 4 конденсується легше, ніж паровий потік дистиляції 42 для варіанта здійснення на фіг. 3. Слід зазначити, що частина (потік 55) об'єднаного парового потоку 42 вилучається з дистиляційної колони 20 нижче від положення введення в середній частині колони для розширеного потоку 36a. Як такий, потік 55 зазнає меншої ректифікації, ніж інша частина (потік 54), яка вилучається вище від положення введення в середній частині колони для розширеного потоку 36a, і таким чином, він має більш високі концентрації C2+ компонентів. У результаті, об'єднаний паровий потік 42 варіанта здійснення на фіг. 4 має трохи вищі концентрації C3+ компонентів, ніж паровий потік дистиляції 42 варіанта здійснення на фіг. 3, роблячи можливою конденсацію більшої частини потоку, коли він охолоджується за допомогою потоку з верхньої частини колони 38. В основному, вилучення частин парів дистиляції в різних положеннях на дистиляційній колоні дозволяє конструювати композицію об'єднаного парового потоку 42 для оптимізації одержання флегми для даного набору робочих умов. Необхідно ретельно вибирати положення вилучення в поглинаючій секції 20a і роздільній секції 20b, а також відносні кількості, що вилучаються в кожному положенні, таким чином, щоб одержуваний у результаті об'єднаний паровий потік 42 містив достатню кількість C 2+ компонентів, для легкої конденсації, без зменшення ефективності потоку флегми 44a, роблячи так, щоб він містив надто багато C 2+ компонентів. Збільшення вилучення для цього варіанта здійснення в порівнянні з варіантом здійснення на фіг. 3 повинне оцінюватися для кожного застосування по відношенню до невеликого збільшення капітальних витрат, очікуваного для варіанта здійснення фіг. 4, в порівнянні з варіантом здійснення на фіг. 3. Інші варіанти здійснення Відповідно до даного винаходу, є, як правило, переважним конструювання поглинаючої (ректифікаційної) секції деметанізатора, щоб вона містила велику кількість теоретичних рівнів розділення. Однак переваги даного винаходу можуть досягатися навіть при двох теоретичних рівнях. Наприклад, вся конденсована рідина (потік 44a), що перекачується, яка покидає 15 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сепаратор флегми 23, або її частина і весь розширений по суті конденсований потік 35b з розширювального клапана 16 або його частина можуть об'єднуватися (наприклад, в трубопроводі, що з'єднує розширювальний клапан з деметанізатором), і якщо вони ретельно перемішані, пари та рідини будуть змішуватися разом і розділятися згідно з відносними леткостями різних компонентів об'єднаних потоків у цілому. Таке перемішування двох потоків, об'єднаних при контакті, щонайменше, з частиною розширеного потоку 36a, буде розглядатися для цілей даного винаходу як таке, що складає поглинаючу секцію. Фіг. 3-6 зображають ректифікаційні колони, сконструйовані в одній посудині. Фіг. 7 і 8 зображають ректифікаційні колони, сконструйовані в двох посудинах, в абсорберній (ректифікаційній) колоні 27 (контактний і роздільний пристрій) і в роздільній (дистиляційній) колоні 20. У таких випадках, частина парів дистиляції (потік 54) вилучається з нижньої секції абсорберної колони 27 і прямує у конденсор флегми 22 (необов'язково, об'єднується з частиною, потоком 55, парового потоку з верхньої частини колони 50 із роздільної колони 20) з генеруванням флегми для абсорберної колони 27. Частина (потік 51) парового потоку, що залишилася, з верхньої частини колони 50 із роздільної колони 20 протікає в нижню секцію абсорберної колони 27, щоб вступити в контакт із потоком флегми 52 і розширеним по суті конденсованим потоком 35b. Помпу 28 використовують для спрямування рідин (потік 47) з нижньої частини абсорберної колони 27 у верхню частину роздільної колони 20, таким чином, щоб дві колони ефективно функціонували як одна дистиляційна система. Рішення про те, чи конструювати ректифікаційну колону як одну посудину (таку як деметанізатор 20 на фіг. 3-6) або як велику кількість посудин, буде залежати від ряду чинників, таких як розмір установки, відстань до виробничого обладнання, тощо. Певні обставини можуть сприяти змішуванню частини, що залишилася, парового потоку дистиляції 42a з потоком із верхньої частини 38, із ректифікаційної колони 20 (фіг. 6) або абсорберної колони 27 (фіг. 8), подаючи потім змішаний потік у теплообмінник 22 для забезпечення охолодження потоку дистиляції 42 або об'єднаного парового потоку 42. Як показано на фігурах 6 і 8, змішаний потік 45, одержуваний при об'єднанні парів із сепаратора флегми (потік 43) з потоком із верхньої частини 38, прямує в теплообмінник 22. Як описано раніше, паровий потік дистиляції 42 або об'єднаний паровий потік 42 частково конденсується, і одержуваний конденсат використовують для поглинання цінних C 2 компонентів, C3 компонентів і більш важких компонентів із парів, що піднімаються через поглинаючу секцію 20a деметанізатора 20 або через абсорберну колону 27. Однак даний винахід не обмежується цим варіантом здійснення. Може бути бажаним, наприклад, обробляти таким чином лише частину цих парів або використати як поглинач лише частину конденсату, у випадках, коли інші конструкційні міркування вказують, що частини парів або конденсату повинні спрямовуватися в обхід поглинаючої секції 20a деметанізатора 20 або абсорберної колони 27. Певні обставини можуть сприяти повній конденсації, замість часткової конденсації парового потоку дистиляції 42 або об'єднаного парового потоку 42, в теплообміннику 22. Інші обставини можуть сприяти тому, щоб паровий потік дистиляції 42 являв собою повний паровий бічний потік від ректифікаційної колони 20, замість часткового бічного парового потоку. Слід також зазначити, що, в залежності від композиції початкового газового потоку, може бути переважним використання зовнішнього зрідження для забезпечення часткового охолодження парового потоку дистиляції 42 або об'єднаного парового потоку 42 в теплообміннику 22. Умови початкового газу, розмір установки, доступне обладнання або інші чинники можуть вказувати, що є можливим усунення розширювальної машини 17 або її заміна альтернативним розширювальним пристроєм (таким як розширювальний клапан). Хоча зображається окреме розширення потоків в окремих розширювальних пристроях, можуть використовуватися альтернативні засоби розширення, за потребою. Наприклад, умови можуть забезпечувати розширення по суті конденсованої частини потоку початкових матеріалів (потік 35a). Коли вхідний газ є більш збідненим, сепаратор 11 на фіг. 3 і 4 може не встановлюватися. У таких випадках, охолодження початкового газу, здійснюване в теплообмінниках 10 і 13, на фіг. 3 і 4, може здійснюватися без проміжного сепаратора, як показано на фігурах 5-8. Рішення про те, чи охолоджувати і чи розділяти початковий газ на великій кількості стадій чи ні, буде залежати від збагаченості початкового газу, розміру установки, доступного обладнання, тощо. У залежності від кількості більш важких вуглеводнів у початковому газі і від тиску початкового газу, охолоджений потік початкових матеріалів 31a, що покидає теплообмінник 10, на фігурах 38, і/або охолоджений потік 32a, що покидає теплообмінник 13, на фіг. 3 і 4, може не містити ніякої рідини (оскільки він вище його точки роси, або тому, що він вище його крикондербари), так що сепаратор 11, показаний на фігурах 3-8, і/або сепаратор 14, показаний на фіг. 3 і 4, не потрібні. 16 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Рідини високого тиску (потік 37 на фіг. 3 і 4 і потік 33 на фігурах 5-8) не повинні розширятися і вводитися в точці введення в середній частині дистиляційної колони. Замість цього, вся вона або її частина може об'єднуватися з частиною парів із сепаратора (потік 35 на фіг. 3 і 4 і потік 34 на фіг. 5-8), що протікає в теплообмінник 15. (Це показане за допомогою переривистої лінії як потік 46 на фіг. 5-8). Будь-яка частина рідини, що залишається, може розширятися за допомогою відповідного розширювального пристрою, такого як розширювальний клапан або розширювальна машина, і вводитися в точці введення в середній частині колони на дистиляційній колоні (потік 37a на фігурах 5-8). Потік 33 на фіг. 3 і 4 і потік 37 на фіг. 3-8 також можуть використовуватися для охолодження вхідного газу або іншого застосування при теплообміні до або після стадії розширення перед протіканням у деметанізатор. Відповідно до даного винаходу, використання зовнішнього зрідження для полегшення охолодження, доступного для вхідного газу від інших потоків способу, може використовуватися, наприклад, у випадку збагаченого вхідного газу. Використання і розподіл рідин із сепаратора і бічних потоків рідини з деметанізатора для теплообміну в способі і конкретне розташування теплообмінників для охолодження вхідного газу повинні оцінюватися для кожного конкретного застосування, так само як і вибір потоків у способі для конкретних застосувань при теплообміні. Певні обставини можуть сприяти використанню частини холодної рідини від дистиляції, що покидає поглинаючу секцію 20a або абсорберну колону 27 для теплообміну, наприклад, показаного переривистою лінією потоку 49 на фіг. 5-8. Хоча лише частина рідини з поглинаючої секції 20a або абсорберної колони 27 може використовуватися для теплообміну в способі без зменшення вилучення етану в деметанізаторі 20 або роздільній колоні 20, від цих рідин іноді можна одержати більше користі, ніж від рідин із роздільної секції 20b або з роздільної колони 20. Це відбувається тому, що рідини в поглинаючій секції 20a деметанізатора 20 (або в абсорберній колоні 27) доступні при більш холодній температурі, ніж рідини з роздільної секції 20b (або з роздільної колони 20). Як показано за допомогою зображеного переривистою лінією потоку 53 на фіг. 5-8, у певних випадках може бути переважним розділення рідкого потоку від помпи для флегми 24 (потік 44a), щонайменше, на два потоки. Частина (потік 53) може потім подаватися в роздільну секцію ректифікаційної колони 20 (фіг. 5 і 6) або у верхню частину роздільної колони 20 (фіг. 7 і 8) для збільшення потоку рідини в цю частину системи дистиляції і поліпшення ректифікації, зменшуючи тим самим концентрацію C2+ компонентів у потоку 42. У таких випадках, інша частина (потік 52) подається у верхню частину поглинаючої секції 20a (фіг. 5 і 6) або в абсорберну колону 27 (фіг. 7 і 8). Відповідно до даного винаходу, розділення парів початкових матеріалів може здійснюватися декількома способами. У способах на фіг. 3-8, розділення парів здійснюється після охолодження і відділення будь-яких рідин, які можуть утворюватися. Однак газ високого тиску може розділятися перед будь-яким охолодженням вхідного газу або після охолодження газу і перед будь-якими ступенями розділення. У певних варіантах здійснення, розділення парів може здійснюватися в сепараторі. Буде також видно, що відносна кількість початкових матеріалів, що знаходяться в кожному відгалуженні розділених парів початкових матеріалів, буде залежати від декількох чинників, включаючи тиск газу, композицію початкового газу, кількість тепла, яка може бути економічно добута з початкових матеріалів, і кількість доступних кінських сил. Збільшення кількості початкових матеріалів у верхній частині колони може збільшити вилучення, зменшуючи при цьому енергію, що добувається з детандера, тим самим збільшуючи потребу в кінських силах для повторного стиснення. Збільшення кількості початкових матеріалів, що вводяться в нижній частині колони, зменшує споживання кінських сил, але може також зменшити вилучення продукту. Відносні положення точок введення у середній частині колони можуть змінюватися в залежності від вхідної композиції або інших чинників, таких як бажані рівні вилучення і кількість рідини, що утворюється під час охолодження вхідного газу. Більше того, два або більше потоків початкових матеріалів, або їхні частини, можуть об'єднуватися в залежності від відносних температур і величин індивідуальних потоків, а об'єднаний потік потім вводиться у положення введення у середній частині колони. Даний винахід забезпечує поліпшене вилучення C2 компонентів, C3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів на величину споживання для обладнання, необхідну для роботи способу. Поліпшення споживання для обладнання, необхідного для роботи способу з деметанізатором, може виявлятися в формі зменшення споживання енергії для стиснення або повторного стиснення, зменшення споживання енергії для зовнішнього зрідження, зменшення споживання енергії для ребойлерів колони або їхнього поєднання. 17 UA 105481 C2 5 Хоча описуються, як передбачається, переважні варіанти здійснення даного винаходу, фахівці в даній галузі побачать, що інші та додаткові його модифікації можуть бути зроблені, наприклад, для адаптування даного винаходу до різних умов, типів початкових матеріалів або інших вимог, без відхилення від духу даного винаходу, як визначається наведеною далі формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Спосіб розділення газового потоку, що містить метан, С2 компоненти, С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, на фракцію леткого залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить головну частину С2 компонентів, С3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів або С3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів, при якому: (а) газовий потік охолоджують під тиском з одержанням охолодженого потоку; (б) охолоджений потік розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; і (в) додатково охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при більш низькому тиску, при цьому вилучають компоненти відносно менш леткої фракції; який відрізняється тим, що після охолодження, охолоджений потік розділяють на перший і другий потоки; і (1) перший потік охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; (2) розширений охолоджений перший потік після цього подають у дистиляційну колону в першому положенні вводу в середній частині колони; (3) другий потік розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону у другому положенні вводу в середній частині колони; (4) паровий потік дистиляції вилучають із частини дистиляційної колони вище розширеного другого потоку і охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (5) щонайменше частину конденсованого потоку подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині колони; (6) паровий потік з верхньої частини колони вилучають з верхньої частини дистиляційної колони і спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (4), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу; (7) при цьому величини і температури потоків вихідних матеріалів у дистиляційну колону є ефективними для підтримання температури в газовій фазі вгорі дистиляційної колони при такій температурі, що вилучаються головні частини компонентів у відносно менш леткій фракції. 2. Спосіб розділення газового потоку, що містить метан, С2 компоненти, С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, на фракцію леткого залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить головну частину С2 компонентів, С3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів або С3 компонентів і більш важких вуглеводневих компонентів, в якому: (а) газовий потік під тиском охолоджують з одержанням охолодженого потоку; (б) охолоджений потік розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; і (в) додатково охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при більш низькому тиску, при цьому вилучають компоненти відносно менш леткої фракції; який відрізняється тим, що газовий потік охолоджують достатньо для його часткової конденсації, і (1) частково конденсований газовий потік тим самим розділяють з одержанням парового потоку і щонайменше одного рідкого потоку; (2) паровий потік після цього розділяють на перший і другий потоки; (3) перший потік охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; (4) розширений охолоджений перший потік після цього подають у дистиляційну колону в першому положенні вводу в середній частині колони; (5) другий потік розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону у другому положенні вводу в середній частині колони; 18 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (6) щонайменше частину щонайменше одного рідкого потоку розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону в третьому положенні вводу в середній частині колони; (7) паровий потік дистиляції вилучають із частини дистиляційної колони вище розширеного другого потоку і охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (8) щонайменше частину конденсованого потоку подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині; (9) паровий потік з верхньої частини колони вилучають з верхньої частини дистиляційної колони і спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (7), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу; і (10) величини і температури потоків вихідних матеріалів у дистиляційну колону є ефективними для підтримання температури в газовій фазі верхньої частини дистиляційної колони при такій температурі, що вилучають головні частини компонентів у відносно менш леткій фракції. 3. Спосіб розділення газового потоку, що містить метан, С2 компоненти, С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, на фракцію леткого залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить головну частину С2 компонентів, С3 компоненти, і більш важкі вуглеводневі компоненти або С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, при якому: (а) газовий потік під тиском охолоджують з одержанням охолодженого потоку; (б) охолоджений потік розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; і (в) додатково охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при більш низькому тиску, при цьому вилучають компоненти відносно менш леткої фракції; який відрізняється тим, що газовий потік охолоджують достатньо для його часткової конденсації; і (1) частково конденсований газовий потік тим самим розділяють з одержанням парового потоку і щонайменше одного рідкого потоку; (2) паровий потік після цього розділяють на перший і другий потоки; (3) перший потік об'єднують з щонайменше частиною щонайменше одного рідкого потоку з утворенням об'єднаного потоку, і об'єднаний потік охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; (4) розширений охолоджений об'єднаний потік після цього подають у першому положенні вводу в середній частині колони в дистиляційну колону; (5) другий потік розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону у другому положенні вводу в середній частині колони; (6) будь-яку частину, що залишилася, щонайменше одного рідкого потоку розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону в третьому положенні вводу в середній частині колони; (7) паровий потік дистиляції вилучають із частини дистиляційної колони вище розширеного другого потоку і охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (8) щонайменше частину конденсованого потоку подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині; (9) паровий потік з верхньої частини колони вилучають з верхньої частини дистиляційної колони і спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (7), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу; і (10) величини і температури потоків вихідних матеріалів у дистиляційну колону є ефективними для підтримання температури в газовій фазі верхньої частини дистиляційної колони при такій температурі, що вилучають головні частини компонентів у відносно менш леткій фракції. 4. Спосіб розділення газового потоку, що містить метан, С2 компоненти, С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, на фракцію леткого залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить головну частину С2 компонентів, С3 компоненти, і більш важкі вуглеводневі компоненти або С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, при якому: (а) газовий потік під тиском охолоджують з одержанням охолодженого потоку; (б) охолоджений потік розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; і 19 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (в) додатково охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при більш низькому тиску, при цьому вилучають компоненти відносно менш леткої фракції; який відрізняється тим, що після охолодження, охолоджений потік розділяють на перший і другий потоки; і (1) перший потік охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; (2) розширений охолоджений перший потік після цього подають у положенні вводу в середній частині колони, в контактний і роздільний пристрій, який формує перший паровий потік з верхньої частини колони і рідкий потік з нижньої частини колони, який подають у дистиляційну колону; (3) другий потік розширюють до більш низького тиску і подають у контактний і роздільний пристрій у першому положенні вводу в нижній частині колони; (4) другий паровий потік з верхньої частини колони вилучають з верхньої частини дистиляційної колони і подають у контактний і роздільний пристрій у другому положенні вводу в нижній частині колони; (5) паровий потік дистиляції вилучають із частини контактного і роздільного пристрою вище розширеного другого потоку і охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (6) щонайменше частину конденсованого потоку подають у контактний і роздільний пристрій в положенні вводу у верхній частині; (7) перший паровий потік з верхньої частини колони спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (5), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого першого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу; і (8) величини і температури потоків вихідних матеріалів у контактний і роздільний пристрій є ефективними для підтримання температури в газовій фазі верхньої частини контактного і роздільного пристрою при такій температурі, що вилучають головні частини компонентів у відносно менш леткій фракції. 5. Спосіб розділення газового потоку, що містить метан, С2 компоненти, С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, на фракцію леткого залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить головну частину С2 компонентів, С3 компонентів, і більш важкі вуглеводневі компоненти або С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, при якому: (а) газовий потік під тиском охолоджують з одержанням охолодженого потоку; (б) охолоджений потік розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; і (в) додатково охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при більш низькому тиску, при цьому вилучають компоненти відносно менш леткої фракції; який відрізняється тим, що газовий потік охолоджують достатньо для його часткової конденсації; і (1) частково конденсований газовий потік тим самим розділяють з одержанням парового потоку і щонайменше одного рідкого потоку; (2) паровий потік після цього розділяють на перший і другий потоки; (3) перший потік охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; (4) розширений охолоджений перший потік після цього подають у положенні вводу в середній частині колони в контактний і роздільний пристрій, який формує перший паровий потік з верхньої частини колони і рідкий потік з нижньої частини колони, який подають у дистиляційну колону; (5) другий потік розширюють до більш низького тиску і подають у контактний і роздільний пристрій у першому положенні вводу в нижній частині колони; (6) щонайменше частину щонайменше одного рідкого потоку розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону в положенні вводу в середній частині колони; (7) другий паровий потік з верхньої частини колони вилучають з верхньої частини дистиляційної колони і подають у контактний і роздільний пристрій у другому положенні вводу в нижній частині колони; (8) паровий потік дистиляції вилучають із частини контактного і роздільного пристрою вище розширеного другого потоку і охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (9) щонайменше частину конденсованого потоку подають у контактний і роздільний пристрій в положенні вводу у верхній частині колони; 20 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (10) перший паровий потік з верхньої частини колони спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (8), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого першого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу; і (11) величини і температури потоків вихідних матеріалів у контактний і роздільний пристрій є ефективними для підтримання температури в газовій фазі верхньої частини контактного і роздільного пристрою при такій температурі, що вилучають головні частини компонентів у відносно менш леткій фракції. 6. Спосіб розділення газового потоку, що містить метан, С2 компоненти, С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, на фракцію леткого залишкового газу і відносно менш летку фракцію, що містить головну частину С2 компонентів, С3 компоненти, і більш важкі вуглеводневі компоненти або С3 компоненти і більш важкі вуглеводневі компоненти, при якому: (а) газовий потік під тиском охолоджують з одержанням охолодженого потоку; (б) охолоджений потік розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; і (в) додатково охолоджений потік спрямовують у дистиляційну колону і фракціонують при більш низькому тиску, при цьому вилучають компоненти відносно менш леткої фракції; який відрізняється тим, що газовий потік охолоджують достатньо для його часткової конденсації; і (1) частково конденсований газовий потік тим самим розділяють з одержанням парового потоку і щонайменше одного рідкого потоку; (2) паровий потік після цього розділяють на перший і другий потоки; (3) перший потік об'єднують з щонайменше частиною щонайменше одного рідкого потоку з утворенням об'єднаного потоку, і об'єднаний потік охолоджують для повної по суті його конденсації і після цього розширюють до більш низького тиску, при цьому він додатково охолоджується; (4) розширений охолоджений об'єднаний потік після цього подають у положенні вводу в середній частині колони в контактний і роздільний пристрій, який формує перший паровий потік з верхньої частини колони і рідкий потік з нижньої частини колони, який подають у дистиляційну колону; (5) другий потік розширюють до більш низького тиску і подають у контактний і роздільний пристрій у першому положенні вводу в нижній частині колони; (6) будь-яку частину, що залишилася, щонайменше одного рідкого потоку розширюють до більш низького тиску і подають у дистиляційну колону в положенні вводу в середній частині колони; (7) другий паровий потік з верхньої частини колони вилучають з верхньої частини дистиляційної колони і подають у контактний і роздільний пристрій у другому положенні вводу в нижній частині колони; (8) паровий потік дистиляції вилучають із частини контактного і роздільного пристрою вище розширеного другого потоку і охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (9) щонайменше частину конденсованого потоку подають у контактний і роздільний пристрої в положенні вводу у верхній частині; (10) перший паровий потік з верхньої частини колони спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (8), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого першого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу; і (11) величини і температури потоків вихідних матеріалів у контактний і роздільний пристрій є ефективними для підтримання температури в газовій фазі верхньої частини контактного і роздільного пристрою при такій температурі, що вилучають головні частини компонентів у відносно менш леткій фракції. 7. Спосіб за пп. 1, 2 або 3, в якому: (1) паровий потік з верхньої частини колони об'єднують із залишковим паровим потоком з утворенням об'єднаного парового потоку; і (2) об'єднаний паровий потік спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження парового потоку дистиляції, а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого об'єднаного парового потоку як фракцію леткого залишкового газу. 8. Спосіб за пп. 4, 5 або 6, в якому: 21 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (1) перший паровий потік з верхньої частини колони об'єднують із залишковим паровим потоком з утворенням об'єднаного парового потоку; і (2) об'єднаний паровий потік спрямовують у стан взаємного теплообміну з паровим потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження парового потоку дистиляції, а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого об'єднаного парового потоку як фракцію леткого залишкового газу. 9. Спосіб за пп. 1, 2 або 3, в якому: (1) другий паровий потік дистиляції вилучають із частини дистиляційної колони нижче розширеного другого потоку; (2) паровий потік дистиляції об'єднують із другим паровим потоком дистиляції з утворенням об'єднаного потоку дистиляції; (3) об'єднаний потік дистиляції охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; і (4) паровий потік з верхньої частини колони спрямовують у стан взаємного теплообміну з об'єднаним потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (3), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу. 10. Спосіб за пп. 1, 2 або 3, в якому: (1) другий паровий потік дистиляції вилучають із частини дистиляційної колони нижче розширеного другого потоку; (2) паровий потік дистиляції об'єднують із другим паровим потоком дистиляції з утворенням об'єднаного потоку дистиляції; (3) об'єднаний потік дистиляції охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (4) паровий потік з верхньої частини колони об'єднують із залишковим паровим потоком з утворенням об'єднаного парового потоку; і (5) об'єднаний паровий потік спрямовують у стан взаємного теплообміну з об'єднаним потоком дистиляції і нагрівають, щоб подати тим самим щонайменше частину охолодження від стадії (3), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого об'єднаного парового потоку як фракцію леткого залишкового газу. 11. Спосіб за пп. 4, 5 або 6, в якому: (1) другий потік з верхньої частини розділяють на другий паровий потік дистиляції і третій паровий потік дистиляції, який подають у контактний і роздільний пристрій у другому положенні вводу в нижній частині колони; (2) паровий потік дистиляції об'єднують із другим паровим потоком дистиляції з утворенням об'єднаного потоку дистиляції; (3) об'єднаний потік дистиляції охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; і (4) перший паровий потік з верхньої частини колони спрямовують у стан взаємного теплообміну з об'єднаним потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (3), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого першого парового потоку з верхньої частини колони як фракцію леткого залишкового газу. 12. Спосіб за пп. 4, 5 або 6, в якому: (1) другий потік з верхньої частини розділяють на другий паровий потік дистиляції і третій паровий потік дистиляції, який подають у контактний і роздільний пристрій у другому положенні вводу в нижній частині колони; (2) паровий потік дистиляції об'єднують із другим паровим потоком дистиляції з утворенням об'єднаного потоку дистиляції; (3) об'єднаний потік дистиляції охолоджують достатньо для конденсації щонайменше його частини, при цьому утворюється залишковий паровий потік і конденсований потік; (4) перший паровий потік з верхньої частини колони об'єднують із залишковим паровим потоком з утворенням об'єднаного парового потоку; і (5) об'єднаний паровий потік спрямовують у стан взаємного теплообміну з об'єднаним потоком дистиляції і нагрівають, забезпечуючи тим самим подачу щонайменше частини охолодження від стадії (3), а потім вивільняють щонайменше частину нагрітого об'єднаного парового потоку як фракцію леткого залишкового газу. 13. Спосіб за пп. 1, 2 або 3, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині; і 22 UA 105481 C2 5 10 15 20 25 30 35 (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу в середній частині колони нижче положення вводу розширеного другого потоку. 14. Спосіб за п. 7, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу в середній частині колони нижче положення вводу розширеного другого потоку. 15. Спосіб за п. 9, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу в середній частині колони, при цьому положення вводу в середній частині колони являє собою по суті ту ж частину, де вилучають другий паровий потік дистиляції. 16. Спосіб за п. 10, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу в середній частині колони, при цьому положення вводу в середній частині колони являє собою по суті ту ж частину, де вилучають другий паровий потік дистиляції. 17. Спосіб за пп. 4, 5 або 6, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у контактний і роздільний пристрій в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині. 18. Спосіб за п. 8, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у контактний і роздільний пристрій в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині. 19. Спосіб за п. 11, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у контактний і роздільний пристрій в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині. 20. Спосіб за п. 12, в якому: (1) конденсований потік розділяють на щонайменше першу частину і другу частину; (2) першу частину подають у контактний і роздільний пристрої в положенні вводу у верхній частині; і (3) другу частину подають у дистиляційну колону в положенні вводу у верхній частині. 23 UA 105481 C2 24 UA 105481 C2 25 UA 105481 C2 26 UA 105481 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 27