(57)【要約】      （修正有）【課題】天然ガスの液化及び天然ガスからのメタンより重い成分の回収のための方法。【解決手段】天然ガスの液化及びメタンよりも重い成分の回収のための方法であって、天然ガスを冷却し、液化メタン含有の還流を用いる第１蒸留塔でメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンよりも重い成分を富化した塔底流に分離する。この還流は、塔頂蒸気の凝縮した部分、又はその後に加温される完全に凝縮した塔頂蒸気の一部により提供することが可能である。塔底流を１以上の追加の蒸留塔で分離して、いずれも一部又は全体が回収炭化水素として抜き出される１以上の製品流を提供することが可能である。未回収液体炭化水素の流れを、塔頂蒸気の凝縮した部分又はその後に加温される完全に凝縮した塔頂蒸気の一部のいずれかと一緒にすることが可能である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ガスの液化及び天然ガスからのメタンよりも重い成分の回収のための方法であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するとともに、冷却天然ガス原料を第１蒸留塔へ導入すること、
（ｂ）第１蒸留塔から、メタンを富化した塔頂蒸気流及びメタンよりも重い成分を富化した塔底流を抜き出すこと、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて、凝縮したメタン富化流を提供すること、
（ｄ）塔底流を１以上の追加の蒸留塔で分離して、メタンを含む残留蒸気流、エタンを富化した液体流、プロパンを富化した液体流、ブタンを富化した液体流、及びペンタンを富化した液体流からなる群から選択される１以上の製品流を提供すること、
（ｅ）１以上の製品流のいずれかの全て又は一部を、回収炭化水素として抜き出すこと、及び、
（ｆ）次の（ｆ１）かあるいは（ｆ２）、すなわち、
（ｆ１）液化メタン含有の還流及び第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れ、あるいは、
（ｆ２）液化メタン含有の還流と第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れとを含む混合流、
のいずれかを含む１以上の還流を第１蒸留塔に導入すること、
を含み、該液化メタン含有の還流を、
（１）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を抜き出して液化メタン含有の還流を提供すること、
（２）第１塔頂蒸気流の一部を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（３）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供する、天然ガスの液化及び天然ガスからのメタンよりも重い成分の回収のための方法。
【請求項２】
未回収液体炭化水素の流れが、
（ｉ）前記エタンを富化した液体流の一部、
（ｉｉ）前記プロパンを富化した液体流の一部、
（ｉｉｉ）前記ブタンを富化した液体流の一部、
（ｉｖ）前記ペンタンを富化した液体流の一部、及び、
（ｖ）前記プロパンを富化した液体流の一部及び／又は前記ブタンを富化した液体流の一部及び／又は前記ペンタンを富化した液体流の一部に溶解した残留蒸気流の全て又は一部、
のうちのいずれかを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液化メタン含有の還流を第１蒸留塔の上部に導入する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
未回収液体炭化水素の流れを第１蒸留塔の上部に導入する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
液化メタン含有の還流及び未回収液体炭化水素の流れを含む混合流を第１蒸留塔の上部に導入する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
未回収液体炭化水素の流れを第１蒸留塔に、塔頂より下で且つ冷却天然ガス原料を塔に導入する箇所より上の箇所で導入する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
塔頂蒸気流の少なくとも一部の冷却と凝縮を、第１の冷却した多成分液体冷媒を減圧することによって提供される第１の蒸発冷媒との間接熱交換により、主熱交換器で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
塔頂蒸気流の一部を、第１の冷却した多成分液体冷媒の一部を抜き出し減圧することによって提供される蒸発冷媒の流れとの間接熱交換により、主熱交換器とは別の熱交換器で凝縮させる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の冷却した多成分液体冷媒を、主熱交換器で飽和多成分液体冷媒を冷却することにより提供するとともに、液化メタン含有の還流を提供するための凝縮メタン富化流の一部を加温を、飽和多成分液体冷媒の一部との間接熱交換により主熱交換器とは別の熱交換器で行う、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
凝縮メタン富化流の少なくとも一部を過冷却して昇圧した液化天然ガス製品を提供することを含み、該過冷却を、第２の冷却した多成分液体冷媒を減圧することにより提供される第２の蒸発冷媒との間接熱交換により主熱交換器において行う、請求項７に記載の方法。  
【請求項１１】
冷却天然ガス原料を提供するための天然ガス原料の冷却を、メタンを富化した塔頂蒸気流との間接熱交換により行う、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
未回収液体炭化水素の流れが約５０モル％を超える３個以上の炭素原子を有する炭化水素を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
未回収液体炭化水素の流れが約５０モル％を超えるペンタンを含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
未回収液体炭化水素の流れが、プロパンを富化した液体流の一部及びブタンを富化した液体流の一部を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
未回収液体炭化水素の流れがエタンを富化した液体流の一部を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
未回収液体炭化水素の流れが、メタンより重い炭化水素を含む液体に溶解したメタンを含む残留蒸気流の一部を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
未回収液体炭化水素のモル流量が（ｆ１）の液化メタン還流のモル流量の約２５％未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
天然ガスの液化及び天然ガスからのメタンより重い成分の回収のための装置であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するようにされた冷却装置、
（ｂ）冷却天然ガス原料を分離してメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンより重い成分を富化した塔底流とにするようにされた第１蒸留塔、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供するようにされた主熱交換器、
（ｄ）塔底流を分離して、メタンを含む残留蒸気流、エタンを富化した液体流、プロパンを富化した液体流、ブタンを富化した液体流、及びペンタンを富化した液体流からなる群から選択される１以上の製品流にするようにされた１以上の追加の蒸留塔、
（ｅ）１以上の製品流のいずれかの全て又は一部分を回収炭化水素として抜き出すようにされた配管、
（ｆ）次の（ｆ１）かあるいは（ｆ２）、すなわち、
（ｆ１）次の（１）〜（３）からなる群、すなわち、
（１）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を抜き出して液化メタン含有の還流を提供すること、
（２）第１塔頂蒸気流の一部を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（３）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供される液化メタン含有の還流と、第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れ、あるいは、
（ｆ２）液化メタン含有の還流と第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れとを含む混合流、
のいずれかを含む１以上の還流を、第１蒸留塔に導入するようにされた配管、及び、
（ｇ）１以上の追加の蒸留塔から１以上の還流を第１蒸留塔に導入するようにされた配管まで未回収液体炭化水素を移送するようにされた配管と１台以上のポンプ、
を含む、天然ガスの液化及び天然ガスからのメタンより重い成分の回収のための装置。
【請求項１９】
蒸発冷媒の流れとの間接熱交換により第１蒸留塔からの塔頂蒸気流の一部を凝縮するようにされた、主熱交換器とは別の熱交換器を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
主熱交換器が巻きコイル熱交換器である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
主熱交換器が、凝縮メタン富化流を提供するため塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させるようにされた第１バンドルと、過冷却液体製品を提供するため凝縮メタン富化流を更に冷却するようにされた第２バンドルを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
天然ガス液化のための方法であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するとともに、冷却天然ガス原料を第１蒸留塔に導入すること、
（ｂ）第１蒸留塔からメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンよりも重い成分を富化した塔底流を抜き出すこと、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を主熱交換器で冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供すること、及び、
（ｄ）液化メタン含有の還流を第１蒸留塔に導入し、その際、液化メタン含有の還流を、
（１）塔頂蒸気流を第１蒸気部分及び第２蒸気部分に分割し、そして第１蒸気部分を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（２）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、凝縮メタン富化流を第１部分及び第２部分に分割し、第１部分を加温して加温した第１部分を提供し、そして加温した第１部分を用いて液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供すること、
を含む、天然ガス液化方法。
【請求項２３】
塔頂蒸気流の第１蒸気部分を、蒸発冷媒の流れとの間接熱交換により主熱交換器とは別の熱交換器で凝縮させる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
液化メタン含有の還流を提供するための凝縮メタン富化流の第１部分の加温を主熱交換器とは別の熱交換器中で行う、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
凝縮メタン富化流の少なくとも一部を過冷却して昇圧した液化天然ガス製品を提供することを含み、該過冷却を蒸発冷媒の流れとの間接熱交換により主熱交換器で行う、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
天然ガスの液化のための装置であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するようにされた冷却装置、
（ｂ）冷却天然ガス原料を分離してメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンよりも重い成分を富化した塔底流とにするようにされた第１蒸留塔、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供するようにされた主熱交換器、及び、
（ｄ）次の（１）と（２）からなる群、すなわち、
（１）塔頂蒸気流の一部を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（２）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供される液化メタン含有の還流を、第１蒸留塔に導入するようにされた配管、
を含む、天然ガス液化装置。
【請求項２７】
蒸発冷媒の流れとの間接熱交換により第１蒸留塔からの塔頂蒸気流の一部を凝縮させるようにされた、主熱交換器とは別の熱交換器を含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
液化メタン含有の還流を提供するため凝縮メタン富化流の一部を加温するようにされた、主熱交換器とは別の熱交換器を含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
主熱交換器が巻きコイル熱交換器である、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
主熱交換器が、凝縮メタン富化流を提供するため塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させるようにされた第１バンドルと、過冷却液体製品を提供するため凝縮メタン富化流の少なくとも一部を更に冷却するようにされた第２バンドルを含む、請求項２９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
原料天然ガスは、主としてメタンを含むとともに、水、硫化水素、二酸化炭素、水銀、窒素、及び一般的に２〜６個の炭素原子を有する軽質炭化水素を挙げることができる多くの微量成分も含有する。水、硫化水素、二酸化炭素、及び水銀などのこれらの成分の一部は、天然ガス処理又は液化天然ガス（ＬＮＧ）製造などの下流工程に有害である汚染物質であり、これらの汚染物質はこれらの処理工程の上流で除去されなければならない。メタンよりも重い炭化水素は、一般的に、凝縮され、天然ガス液（ＮＧＬ）として回収され、有用な炭化水素製品を得るために分別される。
【０００２】
ＮＧＬ回収方法の第１工程は、前処理された天然ガス原料からメタンよりも重い炭化水素を分離して液化用の精製メタン及び分離・回収用のＮＧＬを得るために、蒸留塔又はスクラブ塔を用いる。この方法は、かなりの量の寒冷を必要とする冷却、部分凝縮、及び分別工程を使用する。この寒冷は、昇圧した天然ガス原料の仕事膨張とその結果得られる凝縮炭化水素の気化により提供することが可能である。追加の寒冷が、一般的に、主熱交換器においてメタンを液化するためにプロパン及び／又は混合冷媒などの冷媒を用いる外部閉ループ冷却により提供される。ＮＧＬスクラブ塔のための還流は、主熱交換器からの部分液化天然ガスの一部を用いることが可能である。
【０００３】
昇圧した天然ガスから、天然ガス原料圧力を有意に低下させることなくＮＧＬを回収することが望ましい。これは、原料及び／又は製品の再圧縮が必要とされないように、天然ガス製品（例えば、パイプラインガス又はＬＮＧ）を原料供給圧力で又はそれよりわずかに低い圧力で提供するのを可能にする。スクラブ塔の塔頂流の圧縮の必要をなくすとともに、スクラブ塔の還流として使用するため主熱交換器から液化天然ガスの一部が抜き出される場合に主熱交換器の設計を単純化することも、やはり望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの必要性は、以下に記載されそして特許請求の範囲により規定される本発明の態様により対処される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様は、天然ガスの液化及び天然ガスからのメタンよりも重い成分の回収のための方法に関する。この方法は、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するとともに、冷却天然ガス原料を第１蒸留塔へ導入すること、
（ｂ）第１蒸留塔から、メタンを富化した塔頂蒸気流及びメタンよりも重い成分を富化した塔底流を抜き出すこと、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて、凝縮したメタン富化流を提供すること、
（ｄ）塔底流を１以上の追加の蒸留塔で分離して、メタンを含む残留蒸気流、エタンを富化した液体流、プロパンを富化した液体流、ブタンを富化した液体流、及びペンタンを富化した液体流からなる群から選択される１以上の製品流を提供すること、
（ｅ）１以上の製品流のいずれかの全て又は一部を、回収炭化水素として抜き出すこと、及び、
（ｆ）１以上の還流を第１蒸留塔に導入すること、
を含む。
【０００６】
１以上の還流は、
（ｆ１）液化メタン含有の還流及び第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れ、あるいは、
（ｆ２）液化メタン含有の還流と第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れとを含む混合流、
のいずれかを含む。
【０００７】
液化メタン含有の還流は、
（１）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を抜き出して液化メタン含有の還流を提供すること、
（２）第１塔頂蒸気流の一部を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（３）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供することが可能である。
【０００８】
未回収液体炭化水素の流れは、以下のもの、すなわち、（１）エタンを富化した液体流の一部、（２）プロパンを富化した液体流の一部、（３）ブタンを富化した液体流の一部、（４）ペンタンを富化した液体流の一部、及び（５）プロパンを富化した液体流の一部及び／又はブタンを富化した液体流の一部及び／又はペンタンを富化した液体流の一部に溶解した残留蒸気流の全て又は一部、のうちのいずれかを含むことが可能である。
【０００９】
液化メタン含有の還流は、第１蒸留塔の上部に導入することが可能である。未回収液体炭化水素の流れは、第１蒸留塔の上部に導入することが可能である。あるいは、液化メタン含有の還流と未回収液体炭化水素の流れを含む混合流を、第１蒸留塔の上部に導入してもよい。それらに代えて、未回収液体炭化水素の流れを、塔頂より下、且つ冷却天然ガス原料を導入する位置より上で、第１蒸留塔に導入してもよい。
【００１０】
塔頂蒸気流の少なくとも一部の冷却と凝縮は、主熱交換器において、第１冷却多成分液体冷媒の圧力を低下させることによって提供される第１蒸発冷媒との間接熱交換により行うことが可能である。塔頂蒸気流の一部は、主熱交換器とは別の熱交換器において、第１冷却多成分液体冷媒の一部を抜き出し減圧することによって提供される蒸発冷媒の流れとの間接熱交換により凝縮させることが可能である。
【００１１】
第１冷却多成分液体冷媒は、主熱交換器で飽和多成分液体冷媒を冷却することにより提供することが可能であり、その際、液化メタン含有の還流を提供するための凝縮メタン富化流の一部の加温は、主熱交換器とは別の熱交換器において、飽和多成分液体冷媒の一部との間接熱交換により行われる。凝縮メタン富化流の少なくとも一部は、昇圧した液化天然ガス製品を提供するために過冷却することが可能であり、その際の過冷却は、主熱交換器において、第２冷却多成分液体冷媒の圧力を低下させることにより提供される第２蒸発冷媒との間接熱交換により行われる。冷却天然ガス原料を提供するための天然ガス原料の冷却は、メタンを富化した塔頂蒸気流との間接熱交換により行うことが可能である。
【００１２】
未回収液体炭化水素の流れは、約５０モル％を超える、３個以上の炭素原子を有する炭化水素を含有することが可能である。あるいはまた、未回収液体炭化水素の流れは約５０モル％を超えるペンタンを含有することが可能である。それらと別に、未回収液体炭化水素の流れはプロパンを富化した液体流の一部とブタンを富化した液体流の一部を含むことが可能である。この場合には、未回収液体炭化水素の流れはエタンを富化した液体流の一部を含むことが可能である。未回収液体炭化水素の流れは、メタンより重い炭化水素を含む液体に溶解したメタンを含む残留蒸気流の一部を含んでもよい。未回収液体炭化水素のモル流量は、液化メタンの還流のモル流量の約２５％未満であることが可能である。
【００１３】
本発明のもう一つの態様は、天然ガスの液化と、天然ガスからメタンより重い成分を回収するための装置であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するようにされた冷却装置、
（ｂ）冷却天然ガス原料を分離してメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンより重い成分を富化した塔底流とにするようにされた第１蒸留塔、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供するようにされた主熱交換器、
（ｄ）塔底流を分離して、メタンを含む残留蒸気流、エタンを富化した液体流、プロパンを富化した液体流、ブタンを富化した液体流、及びペンタンを富化した液体流からなる群から選択される１以上の製品流にするようにされた１以上の追加の蒸留塔、
（ｅ）１以上の製品流のいずれかの全て又は一部分を回収炭化水素として抜き出すようにされた配管、
（ｆ）（ｆ１）液化メタン含有の還流と第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れ、又は（ｆ２）液化メタン含有の還流と第１蒸留塔の圧力に昇圧される未回収液体炭化水素の流れを含む混合流、のいずれかを含む１以上の還流を、第１蒸留塔に導入するようにされた配管、及び、
（ｇ）１以上の追加の蒸留塔から１以上の還流を第１蒸留塔に導入するようにされた配管まで未回収液体炭化水素を移送するようにされた配管と１台以上のポンプ、
を含む装置を包含する。
【００１４】
液化メタン含有の還流は、（１）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を抜き出して液化メタン含有の還流を提供すること、（２）第１塔頂蒸気流の一部を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び（３）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供すること、からなる群から選択される方法により提供することが可能である。
【００１５】
上記の装置はまた、蒸発する冷媒の流れとの間接熱交換により第１蒸留塔からの塔頂蒸気流の一部を凝縮するようにされた、主熱交換器とは別の熱交換器を含むことも可能である。主熱交換器は、巻きコイル（ｗｏｕｎｄ  ｃｏｉｌ）熱交換器であることが可能であり、凝縮メタン富化流を提供するために塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させるようにされた第１バンドルと、過冷却液体製品を提供するために凝縮メタン富化流を更に冷却するようにされた第２バンドルを含むことが可能である。
【００１６】
本発明の更なる態様は、天然ガス液化のための方法であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するとともに、冷却天然ガス原料を第１蒸留塔に導入すること、
（ｂ）第１蒸留塔からメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンよりも重い成分を富化した塔底流を抜き出すこと、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を主熱交換器で冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供すること、及び、
（ｄ）液化メタン含有の還流を第１蒸留塔に導入し、その際、液化メタン含有の還流を、
（１）塔頂蒸気流を第１蒸気部分及び第２蒸気部分に分割し、そして第１蒸気部分を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（２）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、凝縮メタン富化流を第１部分及び第２部分に分割し、第１部分を加温して加温した第１部分を提供し、そして加温した第１部分を用いて液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供すること、
を含む、天然ガス液化方法に関する。
【００１７】
塔頂蒸気流の第１蒸気部分は、主熱交換器とは別の熱交換器において、蒸発する冷媒の流れとの間接熱交換により凝縮させることが可能である。液化メタン含有の還流を提供するための凝縮メタン富化流の第１部分の加温は、主熱交換器とは別の熱交換器で行うことが可能である。昇圧した液化天然ガス製品を提供するための凝縮メタン富化流の少なくとも一部の過冷却は、蒸発冷媒流との間接熱交換により主熱交換器において行うことが可能である。
【００１８】
関連した更なる態様は、天然ガスの液化のための装置であって、
（ａ）天然ガス原料を冷却して冷却天然ガス原料を提供するようにされた冷却装置、
（ｂ）冷却天然ガス原料を分離してメタンを富化した塔頂蒸気流とメタンよりも重い成分を富化した塔底流とにするようにされた第１蒸留塔、
（ｃ）塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供するようにされた主熱交換器、及び、
（ｄ）次の（１）と（２）からなる群、すなわち、
（１）塔頂蒸気流の一部を冷却し完全に凝縮させて液化メタン含有の還流を提供すること、及び、
（２）塔頂蒸気流を冷却し完全に凝縮させて凝縮メタン富化流を作り、そして凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供すること、
からなる群から選択される方法により提供される液化メタン含有の還流を、第１蒸留塔に導入するようにされた配管、
を含む、天然ガス液化装置を包含する。
【００１９】
上記の装置は、第１蒸留塔からの塔頂蒸気流の一部を蒸発冷媒流との間接熱交換により凝縮させるようにされた、主熱交換器とは別の熱交換器を含むことが可能である。上記の装置は、凝縮メタン富化流の一部を加温して液化メタン含有の還流を提供するようにされた、主熱交換器とは別の熱交換器を含むことが可能である。
【００２０】
主熱交換器は、巻きコイル熱交換器であることが可能である。主熱交換器は、塔頂蒸気流の少なくとも一部を冷却し凝縮させて凝縮メタン富化流を提供するようにされた第１のバンドルと、凝縮メタン富化流の少なくとも一部を更に冷却して過冷却液体製品を提供するようにされた第２バンドルを含むことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の態様は、原料の膨張とスクラブ塔塔頂流の圧縮の必要性をなくすことにより装置構成を単純化する、ＬＮＧの製造におけるＮＧＬ回収のための改善された統合プロセスを提供する。更に、スクラブ塔が巻きコイルの主熱交換器中で凝縮されるスクラブ塔塔頂流を含む還流を用いる場合に、塔頂流を部分的に凝縮させるため熱交換器の高温バンドルを分割する必要がなく、還流用に必要とされる液を回収するための相分離器の必要がない。その上、スクラブ塔の還流を提供するためデエタナイザー塔頂蒸気を圧縮及び凝縮させる必要がない。
【００２２】
以下に説明される態様におけるスクラブ塔のための還流は、凝縮したスクラブ塔塔頂蒸気とＮＧＬ回収装置からの未回収液体炭化水素の種々の組合せにより提供される。ここでの開示において、「回収炭化水素」（原文において単数表記）と「回収炭化水素」（原文において複数表記）なる用語は同等であり、統合システムから取り出される製品としての、統合ＬＮＧ製造及びＮＧＬ回収装置から抜き出される任意の炭化水素流を意味する。回収炭化水素は、天然ガス原料中の炭化水素のいずれかを富化した１以上の製品流として取り出すことが可能である。取り出される流れとしては、例えば、エタン富化流、プロパン富化流、ブタン・イソブタン富化流、ペンタン・イソペンタン富化流、及びエタンを富化した混合メタン−エタン流を挙げることができる。ＬＮＧ製品は、回収炭化水素として考えることが可能である。「未回収液体炭化水素」（原文において単数表記）と「未回収液体炭化水素」（原文において複数表記）なる用語は同等であり、統合ＬＮＧ製造及びＮＧＬ回収装置から取り出される回収炭化水素の製品流中に直接には存在しない、ＮＧＬ回収装置で分離される炭化水素のうちの任意の液体部分を意味する。未回収液体炭化水素は、統合ＬＮＧ製造及びＮＧＬ回収装置内の内部再循環流と考えることができる。
【００２３】
プロセスから抜き出される任意の流れに適用される「富化」（又は「富化した」）という用語は、抜き出される流れがプロセスへの原料流中の特定成分の濃度よりも高い濃度の特定成分を含有することを意味する。還流は、原料が導入される箇所より上方の任意の箇所において蒸留塔に導入される流れとして定義され、ここでの還流は塔から前もって抜き出された１以上の成分を含む。還流は一般的に液体であるが、蒸気−液体混合物であってもよい。
【００２４】
原文明細書及び特許請求の範囲で用いられる不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、明細書及び特許請求の範囲に記載された本発明の態様における何らかの構成要件に対して用いられる場合、一つ以上を意味する。「ａ」及び「ａｎ」を使用することは、その意味を単一の構成要件に制限するものではないが、ただしそのような制限が具体的に明記されている場合を除く。単数又は複数の名詞又は名詞句の前の定冠詞「ｔｈｅ」は、単数の特定構成要件又は複数の特定構成要件を表すものであり、それが用いられる文脈に応じて単数又は複数の意味を有する。形容詞「ａｎｙ」は、一つ、いくつか、又は数量のいかんによらず無差別的に、全て、を意味する。第一のものと第二のものの間に置かれた「及び／又は」という用語は、（１）第一のもの、（２）第二のもの、及び（３）第一のものと第二のもの、のうちの一つを意味する。
【００２５】
本発明の第１の態様を、図１により例示される統合ＬＮＧ製造及びＮＧＬ回収装置でもって示す。管路１００の前処理された加圧天然ガス原料は、主としてメタンを、Ｃ２〜Ｃ６範囲のより重い炭化水素とともに含有している。水、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ及び水銀を含む汚染物質は、公知の方法により上流の前処理装置（図示せず）において除去される。一般的に６００ｐｓｉａと９００ｐｓｉａの間の圧力及び周囲温度で供給される原料ガスは、熱交換器１１０で−２０°Ｆと−３５°Ｆの間まで冷却されて管路１１２の冷却原料流を提供する。熱交換器１１０は、異なる圧力でプロパンを蒸発させることによる多段階の冷却を含むことが可能であるか、それとは別にあるいはそれに加えて、単一熱交換器で混合冷媒を蒸発させるなどの他の冷却手段を使用してもよい。随意のエコノマイザー熱交換器１１４において更に冷却することができるこの流れは、管路１１６により第１蒸留塔又はスクラブ塔１１８に導入される。
【００２６】
スクラブ塔１１８は、管路１１６により供給される原料を分離して、メタンよりも重い炭化水素を富化した管路１３４の塔底液製品と、メタンを富化した管路１２０の塔頂蒸気製品とにする。塔底液の一部は、管路１３０により抜き出し、リボイラー１３２で蒸発させてスクラブ塔用の焚上げを行うことが可能である。リボイラーは、流れ１００の一部（図示せず）を冷却して、管路１３０の液を蒸発させるための熱を提供することが可能である。スクラブ塔はまた、塔底より上方にあって原料管路１１６の箇所より下方にある中間リボイラー（図示せず）を有することも可能であり、このリボイラーも原料流の一部により加熱することが可能である。
【００２７】
管路１３４の塔底液は、一般的なＮＧＬ分別装置１３６へと流れる。ＮＧＬ原料流は、一般的に、減圧（図示せず）され、そしてデメタナイザー、デエタナイザー、デプロパナイザー、デブタナイザー及びデペンタナイザーのいずれかを含む１以上の追加の蒸留塔で分離されて、２以上の炭化水素留分を提供する。図１の典型的な一般的ＮＧＬ分別装置では、回収炭化水素の３つの流れが、それぞれエタン、プロパン、及びブタンに加えてイソブタン、を富化した流れを表すＣ２、Ｃ３、及びＣ４製品流として、統合ＬＮＧ製造及びＮＧＬ回収装置から抜き出されて、外部へ送り出される。未回収液体炭化水素は、管路１３８を通してＮＧＬ回収装置から抜き出される。
【００２８】
メタンを富化した塔頂蒸気流は、管路１２０によりスクラブ塔１１８から抜き出され、そしてエコノマイザー熱交換器１１４で管路１１２の原料流との間接熱交換により加温することが可能である。それにより得られた管路１２２の加温塔頂蒸気流は、巻きコイル主熱交換器１２４の第１又は高温（下方）バンドルの通路１２３で冷却され、完全に凝縮され、随意に過冷却されて、管路１２５の凝縮メタン富化流を提供する。管路１２５の液の第１部分は、通路１２３の下流の管路１２５から抜き出され、ポンプ１２７により昇圧されて液化メタン含有の還流を提供する。この液化メタン含有の還流は、管路１３８の未回収液体炭化水素と一緒にされ、混合液体還流としてスクラブ塔１１８の上部に戻される。あるいはまた、ポンプ１２７からの液化メタン含有の還流をスクラブ塔１１８の上部に導入することが可能であり、そして管路１３８の未回収液体炭化水素は、塔頂より下方で且つ冷却された原料が管路１１６により塔に導入される箇所より上の別の箇所（図示せず）で、スクラブ塔１１８に導入することが可能である。それとは別に、ポンプ１２７からの液化メタン含有の還流と管路１３８の未回収液体炭化水素を、別々の流れ（図示せず）としてスクラブ塔１１８の上部に導入することが可能である。
【００２９】
一般的に、管路１００の原料の組成に応じて、管路１３８の未回収液体炭化水素のモル流量は、管路１２６のメタン富化流のモル流量の約２５％未満である。管路１００の天然ガス原料が管路１３８の未回収液体炭化水素流を提供するのに必要とされる十分な量の成分を含有しない場合、必要な成分を任意の適切な供給源から取り込むことが可能である。
【００３０】
管路１２５の凝縮メタン富化流の第２部分は、巻きコイル主熱交換器１２４の第２又は低温（上方）バンドルの通路１２８で更に冷却され、管路１２９によりＬＮＧ製品として抜き出される。このＬＮＧは、必要ならば低温バンドルでの過冷却の前及び／又は後に、減圧することが可能である。ＬＮＧ製品が高圧で貯蔵される（ＰＬＮＧ）場合、過冷却の必要性はなく、低温バンドルは必要とされない。必要ならばスクラブ塔１１８へのメタン富化還流として管路１２９のＬＮＧ製品の一部を用いることが可能であるが、しかしこうした構成は、必要とされるよりもはるかに低い温度で還流を供給することにより寒冷を浪費しよう。
【００３１】
図１の管路１２６及びポンプ１２７を介して主熱交換器１２４から抜き出される液化メタン含有の還流の温度は、スクラブ塔１１８の塔頂の温度に基づき実際に必要とされる温度よりも低くてよい。メタン富化還流の温度をスクラブ塔１１８の塔頂温度に合わせるためには、主熱交換器１２４の高温バンドルを分割して、中間箇所でのメタン富化還流の抜き出しを可能としなければならないであろう。加えて、抜き出した流れが蒸気−液体混合流である場合には、相分離器が必要とされよう。しかし、図１の態様において必要とされるよりも低い温度で還流を提供することの熱力学的な効率の悪さは、主熱交換器１２４の高温バンドルを分割する必要性をなくすことによって補償される。
【００３２】
主熱交換器１２４への寒冷は、ＬＮＧの製造において用いられる既知の任意の冷却装置により提供することが可能である。例えば、図１に示されるように、液体冷媒が管路１５２を通して供給され、蒸気冷媒が管路１５６を通して供給される単一混合冷媒（ＭＲ）システムを用いることが可能である。管路１５６の蒸気は主熱交換器１２４で凝縮及び冷却され、絞り弁１５８を通して膨張されて、最初に熱交換器の低温（上方）バンドルに、続いて熱交換器の高温（下方）バンドルに、蒸発する冷媒を提供する。液体冷媒１５２は、主熱交換器１２４で冷却されて管路１５３の過冷却液体冷媒となり、絞り弁１５４を通して膨張されて、主熱交換器の高温バンドルの低温端部近くの位置で低温（上方）バンドルからの蒸発冷媒と一緒にされる。絞り弁１５４及び／又は１５８、そしてまたＬＮＧ製品減圧弁に代わるものとして、等エントロピー高密度流体エキスパンダー（水車）により膨張を行うことが可能である。
【００３３】
冷媒流は完全に蒸発し、管路１５０を通って冷媒蒸気として主熱交換器１２４から出てゆく。この混合冷媒蒸気は冷却装置（図示せず）へと流れ、そこで圧縮され、多段の蒸発するプロパンにより冷却され、そして分離されて、液体冷媒１５２とより軽質の蒸気冷媒１５６を提供する。
【００３４】
当該技術分野で知られている任意の他の冷凍システム又はシステムの組合せを利用して、主熱交換器１２４に寒冷を提供することが可能である。例えば、純粋流体カスケード及び等エントロピー蒸気膨張法を米国特許第６３０８５３１号明細書に記載されているように用いることが可能であり、それは参照によりここに組み入れられる。
【００３５】
図１の態様において管路１２６を通して凝縮スクラブ塔塔頂流の一部をメタン富化還流として用いることは、還流として使用するためメタン富化流を抜き出すのに主熱交換器１２４の高温バンドルを別々の二つのバンドルに分割することを回避する。それはまた、メタン富化流が気液混合物である場合に、液体部分を還流として用い、蒸気部分を主熱交換器での更なる凝縮のために再分配する目的で、２相のメタン富化流を相分離器で分離する潜在的な必要性をなくす。下記で説明するように、始動時により小さな相分離器が必要とされることがある。エコノマイザー熱交換器１１４を用いることは、管路１２２の塔頂流が、一般的にプロパン冷却により発生される管路１５２及び１５６の冷媒流とほぼ同じ温度で主熱交換器１２４に入るのを確実にする。
【００３６】
スクラブ塔１１８への追加還流として管路１３８を通して未回収液体炭化水素を使用することは、塔への供給原料の膨張及び塔頂流の再圧縮の必要性をなくす。電力消費量を最小とするために、天然ガス原料圧力はメタンの臨界圧力より有意に高いものであるべきである。同時に、スクラブ塔は、分離を達成するために、原料混合物の臨界圧力未満で運転しなければならない。当該技術分野で公知の一般的な解決法は、スクラブ塔原料を等エントロピー膨張させ、次に塔頂蒸気生成物を再圧縮することである。原料の等エントロピー膨張から得られる仕事は、１台以上の塔頂流圧縮機を少なくとも部分的に駆動するのに用いることができる。こうした解決法は、例えば、米国特許第４０６５２６７号明細書、及びＡＩＣｈＥ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  Ａｐｒｉｌ  ２００５で提示された“Ｂｅｎｅｆｉｔｓ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ  ＮＧＬ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ＬＮＧ  Ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”という題のＥｌｌｉｏｔ，  Ｑｕａｌｌｓ，  Ｈｕａｎｇ，  Ｃｈｅｎ，  Ｌｅｅ，  Ｙａｏ，  ａｎｄ  Ｚｈａｎｇによる論文の図２に示される。
【００３７】
本発明の別の態様を図２で説明する。この態様において、管路１２０のスクラブ塔塔頂蒸気の一部は、管路２２０を通して抜き出され、熱交換器２００で凝縮されて、管路１３８の未回収液体炭化水素と一緒にされて管路２２１により混合流としてスクラブ塔１１８の上部に導入される液化メタン含有の還流を生じさせる。熱交換器２００からの液化メタン含有の還流は、必要ならばポンプで送り込むことが可能である。
【００３８】
あるいは、熱交換器２００からの液化メタン含有の還流をスクラブ塔１１８の上部に導入することが可能であり、管路１３８の未回収液体炭化水素は、塔頂より下で且つ冷却された原料が管路１１６を通して塔に導入される箇所より上の別の箇所（図示せず）で、スクラブ塔１１８に導入することが可能である。それとは別に、熱交換器２００からの液化メタン含有の還流と管路１３８の未回収液体炭化水素を、別々の流れ（図示せず）としてスクラブ塔１１８の上部に導入してもよい。
【００３９】
主熱交換器１２４のための寒冷は、液体冷媒１５２及び蒸気冷媒１５６を供給するため図１を参照して上述したのと同じやり方で供給される。熱交換器２００のための寒冷は、管路１５３の液体混合冷媒の一部を管路２５２により抜き出し、絞り弁２５４を通してこの冷媒を減圧し、減圧した冷媒を熱交換器に導入することにより供給される。熱交換器２００からの蒸発混合冷媒は、主熱交換器１２４からの蒸発混合冷媒と一緒にされて、管路１５０の蒸発冷媒を提供する。あるいは、管路２５２の冷媒は、主熱交換器１２４の前で管路１５２から抜き出し、１以上の中間圧力に膨張させ、熱交換器２００で蒸発させて、１以上の適切な段階の箇所で混合冷媒圧縮機（図示せず）に戻すことが可能である。図２の他の全ての処理の態様は、図１を参照して上述したものと同じである。
【００４０】
図２を参照して上述した方法の別態様において、スクラブ塔１１８から取り出した塔底に回収された全ての炭化水素をＮＧＬ分別装置で分別することが望ましい状況が起こる場合がある。この場合には、管路１３８の未回収炭化水素流の流量はゼロとなるとともに、スクラブ塔１１８では、熱交換器２００で管路２２０のスクラブ塔１１８の塔頂流の一部を凝縮させることにより得られる管路２２１の還流を用いる。
【００４１】
本発明の別の態様を図３で説明する。この態様では、ポンプ１２７からの液化メタン含有の還流を、管路３５２を介して管路１５２から抜き出される混合冷媒液の一部との間接熱交換により熱交換器３００で加温する。この場合、一緒にされた還流は、スクラブ塔１１８に導入されるときにその最適温度により近くなる。熱交換器３００からの冷却された冷媒は、管路３０２を流れ、絞り弁１５４の前で管路１５３の冷媒と一緒にされる。
【００４２】
あるいは、熱交換器３００からの凝縮メタン富化流をスクラブ塔１１８の上部に導入してもよく、そして管路１３８の未回収炭化水素をスクラブ塔１１８に、塔頂より下で且つ冷却された原料が管路１１６を通して塔に導入される箇所より上の箇所（図示せず）で導入してもよい。それとは別に、熱交換器３００からの液化メタン含有の還流及び管路１３８の未回収液体炭化水素を、別々の流れ（図示せず）としてスクラブ塔１１８の上部に導入してもよい。図３の他の全て処理の態様は、図１を参照して上述したものと同じである。
【００４３】
図３を参照して上述した方法の別態様において、スクラブ塔１１８から取り出した塔底に回収された全ての炭化水素をＮＧＬ分別装置で分別することが望ましい状況が起こる場合がある。この場合には、管路１３８の未回収炭化水素流の流量はゼロとなるとともに、スクラブ塔１１８では、スクラブ塔１１８からの完全に凝縮した塔頂流のうちのポンプ１２７により供給される部分を熱交換器３００で加温することにより供給される還流を用いる。
【００４４】
図４は、管路１２６の凝縮メタン富化流をスクラブ塔１１８に戻すために用いることができる随意的な構成を示す。管路１２６の凝縮メタン富化流を絞り弁４２６を通してそのバブルポイントまで減圧し、いくらかの蒸気を保持するドラム４２７に導入して、ポンプ１２７によりスクラブ塔圧力まで昇圧する。昇圧した流れの一部は、弁４２８を通してドラム４２７に再循環されてドラム内の液レベルを保持するとともに、残りの部分は随意的な弁４２９を経てスクラブ塔１１８へと流れる。装置の始動の際は、過剰の蒸気をドラム４２７の上部から排出（図示せず）して、焼却するか、又は圧縮し回収することが可能である。管路１２６の凝縮メタン富化流はＬＮＧ流全体のほんの小さな部分であり、平常運転の間は正味の蒸気流がないので、ドラム１２７は、主熱交換器から抜き出された部分的に凝縮したメタン富化流を分離してスクラブ塔に還流液を供給するために通常の装置で一般に用いられる還流ドラムよりもずっと小さい。
【００４５】
絞り弁４２６とドラム４２７は、管路１２６の液を検出（例えば熱電対により）して始動時の状況において主熱交換器１２４からの蒸気又は２相流（平常運転ではそれは過冷却液である）をヘリウム回収又は燃料ガスフラッシュドラムなどの別の既存のドラムに送り先を変更するか、又は単純にそれを焼却することにより、回避することができる。別の態様では、極低温用のギア又はスクリューポンプあるいは高性能インデューサを備えた遠心ポンプなどの、設計外条件で２相流に耐えることができるタイプのポンプ１２７を用いることにより、装置を単純化することができる。
【００４６】
本発明の態様で用いることができる代表的なＮＧＬ回収装置は、図５で例示され、直列で運転するデメタナイザー５０１、デエタナイザー５０３、デプロパナイザー５０５、及びデブタナイザー５０７を含む４本の蒸留塔から構成される。管路１３４のスクラブ塔１１８からの塔底液は、熱交換器５０９でほぼ周囲温度まで冷却されて、デメタナイザー塔５０１へと流れる。メタンと一部のエタンを含有する塔頂蒸気が、回収炭化水素流としてデメタナイザーの上部から管路５０９を通して抜き出され、それは燃料として用いるか、又は液化してＬＮＧ製品中に再注入することができる。エタン及びより重い炭化水素を富化した塔底液は、管路５１１を通して抜き出され、熱交換器５１３で一部が気化されて、焚き上げ用の蒸気が管路５１７を通して塔に戻され、そして残りの流れは管路５１９及び弁５２１を通りデエタナイザー塔５０３へと流れる。
【００４７】
高純度エタン蒸気が管路５２３を通して塔から抜き出され、塔頂コンデンサー５２５で凝縮される。凝縮液の一部は管路５２７を通して還流として戻され、もう一つの部分は一般的に９８モル％を超えるエタンを含有する高純度エタンを含む回収炭化水素として管路５２９により抜き出される。管路５３１のデエタナイザーからの塔底液は、熱交換器５３３で一部が気化されて、焚き上げ用の蒸気が管路５３５を通して塔に戻され、そして残りの流れは管路５３７及び弁５３９を通りデプロパナイザー塔５０５へと流れる。高純度プロパン蒸気が管路５４１を通して塔から抜き出され、塔頂コンデンサー５４３で凝縮される。凝縮液の一部は管路５４５により還流として戻され、もう一つの部分は一般的に９８モル％を超えるプロパンを含有する高純度プロパンを含む回収炭化水素として管路５４７により抜き出される。
【００４８】
管路５４９のデプロパナイザーからの塔底液は、熱交換器５５１で一部が気化されて、焚き上げ用の蒸気が管路５５３を通して塔に戻され、そして残りの流れは管路５５５及び弁５５７を通ってデブタナイザー塔５０７へと流れる。高純度ブタン（加えて、存在するならばイソブタン）の蒸気が管路５５９を通して塔から抜き出され、塔頂コンデンサー５６１で凝縮される。凝縮液の一部は管路５６３を通して還流として戻され、もう一つの部分は高純度のブタン（加えて、存在するならばイソブタン）を含む回収炭化水素として管路５６５により抜き出され、それは一般的に９８モル％を超えるブタンとイソブタンを含有する。デブタナイザーからの塔底液は管路５６７を通して抜き出され、熱交換器５６９で一部が気化されて、焚き上げ用の蒸気が管路５７１を通して塔に戻され、残りの流れは管路５７３を通して、ペンタン（加えて、存在するならイソペンタン）及びより重い炭化水素を含む回収炭化水素として抜き出される。
【００４９】
この実例では、プロパン及びブタンの液体流をそれぞれ管路５７５及び５７７により未回収液体炭化水素として抜き出して、管路５７９で混合することが可能である。混合した未回収液体炭化水素流は、熱交換器５８１で、蒸発するプロパン冷媒の温度まで冷却され、ポンプ５８３でスクラブ塔圧力に昇圧され、管路１３８により図１、２及び３の態様のいずれかのスクラブ塔へと流れる。随意的に、デエタナイザーからのエタン液の一部を管路５８５を通して未回収液体炭化水素として抜き出し、管路５７９で未回収プロパン及び／又はブタンと一緒にすることが可能である。随意的に、デメタナイザー５０１からの管路５０９の塔頂蒸気の一部を管路５８７により抜き出し、管路５７９の未回収液体プロパン及び／又はブタンに吸収することが可能である。デメタナイザー塔頂蒸気の圧縮は、このオプションでは必要とされない。一つの別態様では、デブタナイザーからの全てのブタンを管路５６５を通して回収し、管路５７７を通しての未回収液体炭化水素として何も抜き出さない。もう一つの別態様では、デプロパナイザーからの全てのプロパンを管路５４７を通して回収し、管路５７５を通しての未回収液体炭化水素として何も抜き出さない。一般に、デメタナイザー５０１からの溶解した塔頂流と、それぞれデエタナイザー５０３、デプロパナイザー５０５及びデブタナイザー５０７からの凝縮したエタン、プロパン及びブタン塔頂流のいずれも、抜き出される炭化水素製品の必要条件が満足される限り、スクラブ塔１１８へ戻すための未回収液体炭化水素として全部を又は一部を抜き出すことが可能である。
【００５０】
回収しようとする特定の炭化水素に応じて、他のＮＧＬ分別装置を用いることが可能である。例えば、当該装置は、高純度ペンタン類とペンタンよりも重い炭化水素を含有する残りの製品とを回収するためにデペンタナイザーを用いることが可能である。ペンタン類の一部は、未回収炭化水素としてスクラブ塔１１８に戻すことが可能である。別の態様では、デメタナイザーは用いず、デエタナイザーを、中間段でエタン液体製品を抜き出し、還流ドラムからメタン及びエタン蒸気の混合物を回収炭化水素製品として抜き出すように運転する。この蒸気の一部は、未回収炭化水素製品として抜き出し、上述のように未回収液体炭化水素混合物中に溶解させることが可能である。
【００５１】
以下の実施例は、本発明の一態様を説明するが、本発明の各態様をそこに記載される特定の細部のいずれにも限定するものではない。
【実施例】
【００５２】
図１の態様を説明するためにプロセスシミュレーションを行った。管路１００の精製前天然ガス流は、流量が１００，０００ポンドモル／ｈ及び圧力が９６０ｐｓｉａであり、（モル％で）ヘリウム１．９％、窒素５．８％、メタン８３．２％、エタン７．１％、プロパン２．３％、イソブタン０．４％、ブタン０．６％、イソペンタン０．１％、ペンタン０．２％、及びヘキサン類０．２％を含有する。この流れを３段階のプロパン冷却により−２９°Ｆに冷却し、更にエコノマイザー熱交換器で−６２．８°Ｆに冷却して、スクラブ塔１１８に供給する。この塔は平均圧力８８６ｐｓｉａで運転する。流量が１０４，７７０ポンドモル／ｈの管路１２０の塔頂流を、熱交換器１１４で原料との熱交換により−７３°Ｆから−３２°Ｆまで加温する。その結果得られる管路１２２の流れを、主熱交換器１２４の高温バンドルの通路１２３中で冷却し液化させて、管路１２５の凝縮メタン富化流を提供する。この液の一部を管路１２６により、１０，９４３ポンドモル／ｈの流量及び−１９７．６°Ｆの温度で抜き出す。熱交換器１２４における圧力損失を克服するのに一般には液ヘッドが十分でないので、この流れはポンプ１２７でスクラブ塔圧力まで昇圧される。管路１２５の残りの液は通路１２８で過冷却され、熱交換器の低温バンドルから管路１２９の液化天然ガス製品として、流量９３，８２７ポンドモル／ｈ、温度−２２８．８°Ｆで抜き出される。製品流は、貯蔵圧力に減圧される前に、ヘリウムを回収するため更に処理することが可能である。
【００５３】
スクラブ塔塔底流は、流量１８６２ポンドモル／ｈで管路１３４により抜き出され、そして蒸気塔頂製品としてメタン−エタン混合物を生産するデメタナイザー、液体塔頂製品として高純度エタンを生産するデエタナイザー、液体塔頂製品として高純度プロパンを生産するデプロパナイザー、及び液体塔頂製品として高純度ブタンを生産するデブタナイザーから構成される図５に示すような一連の蒸留塔であるＮＧＬ分別装置１３６に送られる。エタン、プロパン及びブタン液は９８モル％を超える純度を有する。デメタナイザーからのメタンとエタンの混合物は、回収炭化水素として抜き出され、燃料として用いられる。
【００５４】
管路５７５及び５７７の未回収液体プロパン及びブタンは、管路１３８で一緒にされ、熱交換器５８１でプロパン冷却により−３２．３°Ｆに冷却され、ポンプ５８３でスクラブ塔圧力まで昇圧される。管路５７５の未回収プロパンは、デプロパナイザー塔頂管路５４１の塔頂流のうちの５０％であり、管路５７７の未回収ブタンは、デブタナイザー塔頂管路５５９の塔頂流のうちの６０％である。一緒にされた管路５７９の未回収炭化水素流は、流量が１１１６ポンドモル／ｈであり、（モル％で）プロパン３９％、イソブタンを加えたブタン６０％、及びブタンより重い成分１％の組成を有する。ポンプで昇圧した未回収液体炭化水素は、ポンプ１２７からの液化メタン含有の還流と一緒にされ、一緒にした流れはスクラブ塔１１８の上部に導入される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一態様の概略工程系統図である。
【図２】本発明のもう一つの態様の概略工程系統図である。
【図３】本発明の別の態様の概略工程系統図である。
【図４】本発明の任意の態様で用いることが可能である別プロセスの概略工程系統図である。
【図５】本発明の任意の態様で用いることが可能である代表的なＮＧＬ分別蒸留装置の概略工程系統図である。
【図１】
2008057962.tif 000002
【図２】
2008057962.tif 000003
【図３】
2008057962.tif 000004
【図４】
2008057962.tif 000005
【図５】
2008057962.tif 000006
【外国語明細書】
2008057962000001.pdf