(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同伴液体を除去するための方法であって、
ライザーに組み込まれた複数のサイクロンを含むカラムの入口に同伴液体を含むガス流を導入する段階と、
前記複数のサイクロンを用いて前記ガス流から前記同伴液体の少なくとも一部分を分離する段階であって、前記複数のサイクロンのいずれにも接触液体が導入されない段階と、
前記ガス流の流れに逆行して前記分離された同伴液体を流す段階と、
ガス精製セクションを通して前記ガス流を上方に流す段階と、
前記カラムの前記ガス流の入口より高い位置に設けられた入口に接触液体を導入し、前記接触液体が前記ガス精製セクションを通して下方に流れるようにする段階と、
前記ガス精製セクションで、前記接触液体を前記ガス流と接触させ内部の不純物を吸収させる段階と、
前記カラムの下部出口を経由して前記分離された同伴液体を除去する段階と、
前記カラム内の側方出口を通して接触液体を除去する段階と、
前記カラムの上部出口を経由して前記ガス流を除去する段階と、を含むこと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数のサイクロンを通って前記ガス流を流す前に、バルク分離器を通って前記ガス流を流して前記同伴液体の少なくとも一部分を除去する段階を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のサイクロンがミスト分離サイクロン機構を備えている、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のサイクロンの上方に、前記ライザーの内部に、前記ライザーの開放窓に、又はこれらを任意に組み合せたものに、非同伴にするためのワイヤメッシュ又は他の要素を配置する段階を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス流は、同伴液体の０．１％から３０％を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
向流接触分離器内の同伴液体炭化水素を除去して希薄炭化水素ガスを生成するための方法であって、
前記向流接触分離器の入口にガス流を導入する段階と、
バルク分離器を通して前記ガス流を流して、前記同伴液体炭化水素の一部分を捕捉する段階と、
ライザー内に配置され、前記同伴液体炭化水素の残りの分画を捕捉する複数のサイクロン束を通して前記ガス流を流す段階であって、前記複数のサイクロンのいずれにも接触液体が導入されない段階と、
前記ガス流に逆行して前記捕捉された同伴液体を下向きにドレイン管路に流す段階と、
ガス精製セクションを通して前記ガス流を上方に流す段階と、
前記向流接触分離器の前記ガス流の入口より高い位置に設けられた入口に接触液体を導入し、前記接触液体が前記ガス精製セクションを通して下方に流れるように接触液体を導入する段階と、
前記ガス精製セクションで、前記接触液体を前記ガス流と接触させ内部の不純物を吸収させる段階と、
前記向流接触分離器の下部出口を経由して前記取り込まれた同伴液体を除去する段階と、
前記向流接触分離器の側方出口を経由して前記接触液体を除去する段階と、
前記向流接触分離器の上部出口を経由して前記希薄炭化水素ガスを除去する段階と、を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記サイクロンの束がミスト分離サイクロン機構を備えている、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のサイクロン束が配置される断面領域を除いた領域で、前記ライザーの下部をコレクタトレイと同一平面に配置する段階を含む、
請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のサイクロン束の上に、前記ライザーの内部に、前記ライザーの開放窓に、又はこれらを任意に組み合わせたものに、ワイヤメッシュを配置する段階を含む、
請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記希薄炭化水素ガスは、０．１％〜３０％の同伴液体を含有する、
請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年１月８日出願の米国特許出願第６１／９２５，０７５号「同伴液体を除去するためのシステム及び方法」の優先権の利益を主張し、その開示内容は本明細書に引用により組み込まれている。
【０００２】
（技術分野）
本出願は、一般的に、ガス流から同伴液体を除去する方法に関する。具体的には、ミスト分離サイクロンは、ライザーの断面領域に配置され、ガス流から同伴液体を除去する。
【背景技術】
【０００３】
本セクションは、本発明の例示的な実施形態に関連する可能性のある技術の種々の態様を説明することが意図されている。本検討は、本技術の特定の態様を良好に理解するのを容易にする枠組みを提供するのを助ける。従って、本セクションは、この観点で読む必要があり、必ずしも従来技術の自認するものではないことを理解されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
気体及び液体が接触する種々の生産プロセスでは、気体が、ある程度の液滴を同伴する可能性がある。多くの工業プロセスでは、同伴は、プロセスの非効率性、製品損失、及び機器損傷を引き起こす可能性がある。例えば、天然ガス処理において、同伴炭化水素液は、グリコール又はアミン接触器のようなガス処理塔において発泡を促進し、それによって作動の混乱につながる場合があり、これらは、停止又は消泡剤注入に関連する運転費用の増加をもたらす可能性がある。さらにまた、同伴炭化水素液は、蒸留カラムにおいて分離された成分の純度を低下させる可能性がある。同伴が著しい場合、処理装置の早期被水が起こる場合がある。視覚的に検出するのが困難であるか又は不可能である、生じ得る顕微鏡的微量の液滴は、天然ガスの組成及び発熱量に大きな影響を与える可能性がある。従って、精製ガスを生成して潜在的なプロセス汚染又は損失を防止する取り組みの一環として、同伴液体を閉じ込めて除去する場合がある。
【０００５】
同伴液体を除去するために多数の技術が存在する。１つの公知の方法は、ガス処理吸収カラム又は蒸留カラムの上流に含むことができる、別個のスクラビング処理容器を実装する段階を含むことができる。スクラバーは、他の液滴除去内部デバイスと共にミスト分離サイクロンを収容することができる。しかしながら、スクラビング処理容器の溶液は、容器及び関連する器具の付加的な圧力の低下につながり、それによって資本経費の増加をもたらす可能性がある。
【０００６】
従来から、ミスト分離サイクロンは、蒸気を導入することができるデッキ上のカラムの下部に配置することができる。デッキ上で、液体ドローオフ又はライザーを収容するコレクタトレイは、蒸気がカラムを通過できるように利用することができる。ミスト分離サイクロンとコレクタトレイとの間の空間は、別個の独立型カラムに対して付加的な高さを要求する場合があるので、カラム内の付加的な空間を占有する。
【０００７】
Ｓｕｌｚｅｒ社のＭＫＳ  Ｍｕｌｔｉ  Ｃａｓｅｔｔｅ（商標）及びＳｈｅｌｌ社のＳｗｉｒｌｔｕｂｅ（商標）は、サイクロン非同伴デッキに使用することができる他の代替的な技術である。しかしながら、これらの方法は、従来のコレクタトレイのように、さらにサイクロン機構がコレクタトレイ上の煙突内に組み込まれて配置される場合には、向流蒸気−液体分離を実現できない。
【０００８】
一般的に、前述の技術は、独立型機器の実装又は高い圧力で同伴損失を低減するための機器のサイズの増大に焦点を当てている。しかしながら、作動圧力を維持して資本経費を管理しながら、同伴液体を十分に取り込んで除去することができる空間効率の良いカラムの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書で説明する例示的な実施形態は、同伴液体を除去するための方法を提供する。本方法は、ライザーに組み込まれた複数のサイクロンを含むカラムの入口に同伴液体を含むガス流を導入する段階を含む。本方法は、複数のサイクロンを用いてガス流から同伴液体の少なくとも一部分を分離する段階を含む。本方法は、ガス流の流れに逆行して分離された同伴液体を流す段階と、カラムの下部出口を経由して分離された同伴液体を除去する段階とを含む。本方法はまた、カラムの上部出口を経由してガス流を除去する段階を含む。
【００１０】
別の例示的な実施形態は、同伴液体を除去するためのシステムを提供する。システムは、同伴液体を含むガス流と、同伴液体からガス流を分離するように構成されライザー内に配置された複数のサイクロンとを含む。システムは、ガス流から分離された同伴液体を流すように構成されたドレイン管路を含む。システムは、システムからガス流を除去するように構成された上部出口と、システムから分離された同伴液体を除去するように構成された下部出口とを含む。
【００１１】
別の例示的な実施形態は、向流接触分離器中の同伴液体炭化水素を除去して希薄炭化水素ガスを生成するための方法を提供する。本方法は、向流接触分離器の入口にガス流を導入する段階と、バルク分離器を経由してガス流を流して同伴液体炭化水素の一部分を取り込む段階とを含む。本方法は、ライザー内に配置され、同伴液体炭化水素の残りの分画を取り込む複数のサイクロン束を経由してガス流を流す段階を含む。本方法は、ガス流に逆行して取り込まれた同伴液体を下向きにドレイン管路に流す段階を含む。本方法は、向流接触分離器の下部出口を経由して取り込まれた同伴液体を除去する段階を含む。本方法は、向流接触分離器の上部出口を経由して希薄炭化水素ガスを除去する段階を含む。
【００１２】
本技術の利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することでさらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ガスからの同伴液体の分離及びガスの精製のために構成されたカラムのブロック図である。
【図２】ガスから同伴液体を除去するためのミスト分離サイクロンを備えた一体式分離器を有する向流接触器カラムの図である。
【図３Ａ】ライザーの断面領域に配置されたミスト分離サイクロンの側面図である。
【図３Ｂ】メッシュを含むライザーの断面領域に配置されたミスト分離サイクロンの側面図である。
【図４】同伴液体を除去する方法のプロセス図である。
【図５】ライザーに組み込まれたミスト分離サイクロンを含む充填蒸留カラムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明では、本技術の具体的な実施形態が説明されている。しかしながら、以下の説明が本技術の特定の実施形態又は特定の用途に特有である範囲において、これは、例示の目的に過ぎないことが意図され、単に例示的な実施形態の説明を提示する。従って、本技術は、以下で説明する特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、添付の請求項の思想及び範囲に含まれる全ての代替形態、修正物、及び均等物を含む。
【００１５】
本発明の実施形態は、ガス流から同伴液体を除去するためのシステム及び方法を提供する。複数のミスト分離サイクロンは、カラムのライザー内に組み込まれ、ガス流から同伴液体を分離して除去することができる。カラム中のドレイン管路は、導管を提供してカラムを通って分離された同伴液体を流すことができ、下部出口管路は、カラムから分離された同伴液体を除去するように構成することができる。
【００１６】
ガス流は、ガスの品質及び純度に影響を与える可能性がある様々な濃度の汚染物質及び不純物を含有する場合がある。例えば、生成天然ガスは、様々な量のより高い分子量の炭化水素（ＨＭＨＣ）、例えばＣ2〜Ｃ5、及び発熱量にほとんど寄与しないか又は全く寄与しない他の成分を含有する場合がある。存在している濃度に応じて、ガスは、水、二酸化炭素、窒素、酸素、硫黄、及び酸性ガスを含むことがある、これらの成分を減少させる処置を必要とする場合がある。加えて、温度が低下した場合、ＨＭＨＣ及び他の成分は凝縮して生成天然ガスから液体の同伴液滴を形成する場合もある。例えば、ガス温度低下時に、生成天然ガス中の水蒸気は凝縮して水を生成する場合がある。同伴液体は、分離中に発泡又は他の問題を引き起こす場合があるので、液滴を取り込むデバイスは有用である。このようなデバイスは、圧縮機、タービン、バーナー、及び液体損傷を受けやすい他の機器の上流に位置することができ、下流の設備を保護する。
【００１７】
液体捕捉及び除去のための１つの技術は、個々の容器においてミスト分離サイクロンを利用して液滴の形態の同伴液体を分離して除去すること、又はガス流を「ミスト分離する」ことを含む。ミスト分離サイクロンは、高い作動圧力で高い効率をもたらし、容器内の発泡及び汚染を低減することができる。一般的に、ミスト分離サイクロンは、遠心力、重力、及び慣性力を講じてガス流から液滴の形態で同伴液体を除去する。作動時、ガス流は、同伴液滴に求心力を付与する回転運動を受け、同伴液滴は、サイクロンの壁に移送されて、ガス混合気から分離される。液体除去のためのミスト分離サイクロンを用いることで、下流の機器を保護し、液体の飛沫同伴（carryover）を低減しかつ環境汚染を防止するのを促進することができる。
【００１８】
図１は、ガスからの同伴液体の分離及びガスの精製のために構成されたカラムのブロック図である。ガス流１０２は、カラム１００の液滴分離セクション１０４の中に導入することができ、同伴液滴をガス流１０２から分離することができる。本明細書で説明するように、ガス流１０２がカラム１００に流入する際に、ガス流１０２は、液滴分離セクション１０４に配置されたミスト分離サイクロンで求心力を受ける場合がある。作動時、ミスト分離サイクロンは、所定の速度でガス流１０２を回転させて、流れ１０２内の同伴液滴及び何らかの重い粒子状物質を除去するようになっている。重力により、同伴液滴及び何らかの重い粒子状物質から形成された廃棄物流れ１０６は、下向きに流れてカラム１００から外に流出することができる。
【００１９】
同伴液滴を分離して除去した後、ガス流１１０は、カラム１００のガス精製セクション１１２の中で上昇し続ける。ガス流１１０は、化学吸収のプロセスにより不純物を除去することによって、ガス流１１０を精製するために利用される吸収溶媒１１４と向流接触状態になることができる。ガス流１１０の不純物は吸収溶媒１１４に吸収され、精製ガス流１１６を形成することができ、精製ガス流１１６は、カラム１００の天井出口から出ることができる。精製ガス流１１６は乾性ガス又はスイートガスとすることができ、このガスは、気相中の何らかの同伴液体溶媒を収集する別の分離セクション、及びそこからパイプラインシステム又はガスプラントのいずれかの供給することができる。
【００２０】
吸収溶媒１１４がカラム１００を通って落下する際に、溶媒１１４は、ガス流１１０の不純物の少なくとも一部を吸収することができ、リッチ溶媒流１１８を形成することができる。リッチ溶媒流１１８は、カラム１００を出て向流浄化システム１２０に流入することができる。浄化システム１２０は、リッチ溶媒流１１８を加熱し、吸収された不純物を分離及び除去し、希薄溶媒流又は希薄溶媒流体１２２を形成するように実装することができ、希薄溶媒流体１２２は、不純物の付加吸収のためにカラム１００に戻って再循環することができる。吸収された不純物は、廃棄物流れ１２４としてシステム１２０を出ることができる。
【００２１】
図２は、ガスから同伴液体を除去するためのミスト分離サイクロンを備えた一体式分離器を有する向流接触器カラムを例示する。同伴液体を含むガス入口流１０２はコラム２００の中に導入することができ、コラム２００は、流れ１０２の導入のための少なくとも１つの蒸気入口２０６を含むことができる。入口ガス流１０２は、この入口ガス流１０２から同伴液体及び固体の少なくとも一部分を分離する手段としてのバルク分離器２０８に接触することができる。入口ガス流１０２とバルク分離器２０８の間の比較的短い距離は、ガスと同伴粒子との間のより短い接触時間を可能にすることができる。一部の実施形態では、分離器２０８は合体器とすることもでき、微細液滴を大きな液滴に合体させてサイクロンでの収集を容易にすることができる。バルク分離器２０８によって収集される同伴液体は、液滴の形態の液体を含むことができる。液滴は、重力によりカラム２００の底部に設けられた液体リザーバの中に落下することができる。
【００２２】
気体及び同伴液滴２１２の流れは、カラム２００の中で上昇を続け、液滴は複数のサイクロン２１４の中に入ることができる。入口ガス流１０２から同伴液体を分離して除去するための機構として、ミスト分離サイクロン２１４は、サイクロン束に対して少なくとも複数のミスト分離サイクロン２１４を含む束の形態でパッケージすることができる。炭化水素生成において、大型でより高価なタイプの分離器の代わりにミスト分離サイクロン２１４を利用することができる。粒子サイズに基づいて、ミスト分離サイクロン２１４は、同伴液滴の少なくとも９９％を除去することができる。
【００２３】
ガス流及び同伴液滴２１２がミスト分離サイクロン２１４の中に入る際に、液滴２１２は、同伴液体のより大きな液滴に合体することができ、各衝突液滴の間の表面張力が合体のための駆動力である。作動時、同伴液滴はミスト分離サイクロン２１４の壁に遠心分離され、液滴はミスト分離サイクロン２１４の壁上の液膜と結合することができる。液膜は、収集及び排出のためにドレイン管路２１６を通ってミスト分離サイクロン２１４から出ることができる。ガス流及び同伴液滴２１２から除去した後、非同伴液体流２１５は、ドレイン管路２１６を通って流れて液体リザーバ２１０の中に収集することができる。下部出口２１８は、廃棄物流れ１０６、例えば、収集された非同伴液体をカラム２００から除去することができる。
【００２４】
ガス流及び同伴液滴２１２の同伴液滴を除去する非同伴機構は、コレクタトレイ２２４上に位置するライザー２２２を含むことができる。ライザー２２２は、コレクタトレイ２２４を起点とするライザー壁によって定めることができ、各ライザー２２２の下部はコレクタトレイ２２４と同一平面上にある。ミスト分離サイクロン２１４は、各ライザー２２２の内部に位置することができる。
【００２５】
ライザー２２２の内部にミスト分離サイクロン２１４を配置することによって、ライザー２２２の下部領域は、コレクタトレイ２２４と同一平面となって密封され、ガス流１０２がサイクロン２１４をバイパスするのを阻止することができる。加えて、ライザー２２２の内部に位置するミスト分離サイクロン２１４によって、ライザー２２２の断面領域にチョークプレートを組み込む必要性をなくすことができる。これは、部分的にサイクロン２１４に関連する固有の圧力低下に起因することができ、この圧力低下は、コレクタトレイ２２４からカラム２００の上部に位置するガスポリシングセクションへと上昇する蒸気の分散を助けることができる。
【００２６】
ミスト分離サイクロン２１４は、ライザー２２２内に配置することができるので、従来の液体／気体分離技術による従来では必要であったサイクロン２１４とコレクタトレイ２２４の底部との間の空間を排除することができるので、カラムの内部で他の用途のための付加的な空間を提供することができる。さらに、非同伴機構の圧縮は、カラムの内部に付加的な空間をもたらすので、軽量かつ小型カラムにつながる。さらに、小型カラムは、運動の影響を受けにくいので、全体構造上の大きな慣性負荷及び効率低下に起因する潜在的損失を低減することができる。これはまた、特に厚いシェルを有する処理容器及び沖合施設に関する費用効率及び可搬重量に貢献することができる。
【００２７】
ガス流１１０は、ミスト分離サイクロン２１４から上に向かってカラム２００の中に流入する。ガス流１１０は、ガス流１１０に残っている不純物及び汚染物質を除去するカラムの上部から落下する希薄溶媒流体１２２によって精製される。希薄溶媒流体１２２は、溶媒入口２３２を通ってカラム２００に入り、カラム２００の中に下向きに流れ、上昇するガス混合気１１０と接触することができる。例えば、希薄溶媒流体１２２は、ガス流１１０から水蒸気を除去するためのトリエチレングリコール（ＴＥＧ）流れ又は汚染物質を除去するための任意の他のタイプの溶媒とすることができる。コレクタトレイ２２４は、収集手段としてリッチ溶媒流体２３６のたまりを収集するために利用することができ、希薄溶媒流体１２２がライザー２２２を過ぎてカラム２００の下部に流入するのを阻止するようになっている。
【００２８】
貯まったリッチ溶媒流体２３６は、リッチ溶媒流１１８としてカラム２００から液体抜き２３４を経由して除去することができる。乾性ガス生成物又は精製ガス流１１６は、希薄溶媒流体１２２と接触した後、さらなる処理のために又は商業化のためにカラム２００から天井出口２４０を経由して除去することができる。精製ガス流１１６は、少なくとも約０．０１％〜２０％の同伴液体又は少なくとも約０．１％〜３０％の同伴液体を含有することができる。
【００２９】
図３Ａは、ライザー２２２の断面領域３０２に配置されたミスト分離サイクロン２１４の側面図を示す。図３Ａの同様の要素番号は、図２に対して説明した通りである。ミスト分離サイクロン２１４は、同伴液体を含有するガス流の導管として機能する入口と乾性ガス生成物の導管となり得る出口とを有する。加えて、ミスト分離サイクロン２１４は、回転デバイスを有する円筒管を含むことができ、入口ガス流は遠心力を受けて同伴液体が入口ガス流から分離するようになっている。
【００３０】
同伴液体がミスト分離サイクロン２１４内で求心力を受ける場合、同伴液滴は、ドレイン管路２１６を通って液体流としてガス流から除去される。ミスト分離サイクロン２１４の孔によって、分離ガスが、サイクロン管から流出してライザー２２２の閉鎖チャンバ３０４の中に流入することが可能となる。複数のミスト分離サイクロン２１４は、同伴液体の蓄積のために共通閉鎖チャンバ３０４を共有することができる。また、各ライザー２２２は、該ライザー２２２の上端を覆って配置することができるライザーハット３０６を含むことができる。ライザー２２２及びライザーハット３０６は、円形、正方形、矩形、三角形を含む任意の特定の形状を有し、分離流体等の液体が上方に配置されるライザー２２２に落ちるのを阻止することができることに留意されたい。また、閉鎖チャンバ３０４は、何らかの再同伴液滴がさらにカラムに進むことを阻止するのを助けることができる。コレクタトレイ２２４の下部に位置する開口部３０８は、ドレイン管路２１６に適合して非同伴液滴をカラムの底部に位置するリザーバに送ることができる。一部の実施形態では、ドレイン穴は、ライザー２２２内の関連する液体の追加の排水のためにライザー２２２の閉鎖チャンバ３０４の底部に位置することができる。
【００３１】
図３Ｂは、メッシュを含むライザーの断面領域に配置されたミスト分離サイクロンの側面図を示す。図３Ｂの同様の要素番号は、図２に関連して使用することができる。図３Ｂは、ライザー２２２の詳細図であり、ライザー２２２は、ライザー２２２の断面領域に配置されたミスト分離サイクロン２１４を含み、メッシュ３１０を利用して、サイクロン２１４に曝された後に残っている、何らかの残余の液体同伴液滴を除去することができる。メッシュ３１０は、二次精製デバイスとして機能することができる、フレームによって支持された編組ワイヤメッシュのパッドを含むことができる。この二次精製デバイスは、ベーンパック、パッキング、又はこれらの任意の類似のデバイスを含む、任意の非同伴デバイスとすることができる。作動時、同伴液滴がミスト分離サイクロン２１４内で急速回転を受けると、次に、再同伴液滴は、メッシュ３１０の表面、並びにサイクロン２１４の側壁面に衝突することになる。その後、より大きな液滴を含むことができる液滴は、メッシュ３１０の表面上に集まって合体し、重力によりカラムの底部に落下することができる。より小さな液滴は、メッシュ３１０の周りを流れて、上に向かってカラムの中に流れ込み続けるガス混合気と共に上昇し続けることができる。メッシュ３１０と共に使用する場合、ミスト分離サイクロン２１４は、より高いターンダウン及びより高い分離効率を実現することができる。
【００３２】
図３Ｂに示すように、メッシュ３１０は、ライザー２２２の窓部に配置され、ガス混合気が上に向かってカラムの中に流れ込むことができる領域の完全な適用範囲を保証することができる。加えて、メッシュ３１０は、液滴が飛沫同伴する可能性がある各ライザー２１４の間の何らかの隙間の可能性をなくすことができる。一部の実施形態では、メッシュ３１０は、ミスト分離サイクロン２１４の上方、又はミスト分離サイクロン２１４及びライザーの窓部の両方の上方に位置することができる。加えて、メッシュの代わりに、ベーンパック又はパッキングを使用して液体及び気体分離を助けることができる。
【００３３】
一部の実施形態では、ライザー２２２を取り除くことができ、束の形態のミスト分離サイクロン２１４がライザーとして機能し得ることに留意されたい。何らかの収集された液体が、カラムの上部を離れた何らかの下向き液体と再接触することなくサイクロン２１４から流れ出ることができるように、束の上方にハットを必要とする場合がある。
【００３４】
図４は、ガス流から同伴液体を除去する方法４００のプロセス図である。本方法４００は、同伴液体を含むガス流をカラムの入口に導入することができるブロック４０２で始まる。ガス流を測定して、密度及び粘度測定、放射性トレーサー、音波技術、又は流体圧縮性／拡張性試験を用いて同伴液体の容積を決定できることに留意されたい。ブロック４０４において、ガス流は、ライザーに組み込まれた複数のサイクロンを通過することができる。サイクロンは、特に、石油精製所、天然ガス処理、化学処理、ガスパイプライン、圧縮機システムで使用して、気相から同伴液体を除去することができる。ブロック４０６において、サイクロンを用いてガス流から同伴液体を分離することができる。ブロック４０８において、分離された同伴液体は、ガス流に逆行してドレイン管路に流れることができる。ブロック４１０において、分離された同伴液体は、カラムの下部出口を経由して除去することができる。ブロック４１２において、ガス流は、カラムの天井出口を経由して除去することができる。
【００３５】
図５は、ライザーに組み込まれたミスト分離サイクロンを含む充填蒸留カラム５００を示す。図５の同様の要素番号は、図２に関連して使用することができる。供給ガス流５０２は、ガス生成流５０４及び非同伴液体流５０６を生成するためにカラム５００に注入することができる。供給ガス流５０２は、同伴液体及びガス汚染物質などの異なる沸点及び蒸気圧を有する２又は３以上の成分を含むことができる。
【００３６】
供給ガス流５０２は、ライザー２２２の下部に注入することができ、ライザー２２２のミスト分離サイクロン２１４に流入する。ミスト分離サイクロン２１４は、ライザー２２２の内部に位置することができ、ライザー２２２の底部は、同伴液体がサイクロン２１４をバイパスしてカラム５０２に進入するのを阻止するために、コレクタトレイ２２４と同一平面とすることができる。作動時、供給ガス流５０２内の同伴液体の小液滴は、ミスト分離サイクロン２１４内で求心力を受けて、上に向かってカラム５００の中に流れ込むことができるより大きな液滴に合体することができる。同伴液体のより大きな液滴は、重力によりコレクタトレイ２２４に落下する。供給流５０２内のガスは、充填ベッド５０８及び付加的ライザー５１０を通ってカラム５００を貫通して上昇し続けることができる。液相を液滴として気相から分離することができるので、充填ベッド５０８を使用して供給流５０２の気相と液相との間の接触を高めることができる。付加的ライザー５１０は、これらの断面領域にミスト分離サイクロン２１４を組み込むことができるが組み込まなくてもよい。カラム内の付加的ライザー５１０は、付加容量のためのカラムの改造時に有用と見なすことができる。
【００３７】
気相に集中する成分は、天井ガス流５０４としてカラム５００の上部から流れ出ることができるが、液相に集中する成分は、非同伴液体流５０６としてカラム５００の下部から流れ出ることができる。加えて、液相からの気相の分離を強化するために、カラム５００から流れ出る前に、カラム５００の下部において所定量の液体５１２を収集することができる。
【００３８】
非同伴液体流５０６は、リボイラー５１８を通過することができる。リボイラー５１８は、流れ５０６の一部分を蒸発させることによって非同伴液体流５０６の温度を上昇させ、蒸発した液体流５２０及び液体流５２２を生成することができる。流れ５２０は、流れてカラム５００の底部に戻り、カラム５００の下部に集まった液体５１２に熱を供給することができる。リボイラー入口と充填ベッド５０８との間に付加的ライザーを設けることが有用であることが分かっている。この構成は、蒸気の分布をもたらすことができ、リボイラーの液体から何らかの可能性のある液体再同伴を排除することができる。
【００３９】
天井ガス流５０４は冷却され、少なくとも一部が熱交換器５２４内で凝縮することができる。次に、冷却ガス流５２６は、分離カラム５３２内でガス生成流５２８と液体流５３０とに分離することができる。液体流５３０は、還流５３４としてカラム５００の上部に還流することができる。カラム５００内で、還流５３４を使用して、液相と気相の間の分離度を増大させることによってコラム５００の性能を高めることができる。加えて、上に向かってカラム５００の中に進むことができる何らかの液体は、還流としてカラム５００の上部に再注入することができる。
【００４０】
カラム５００は、供給流５０２の種類に応じて様々な他の分離技術を利用することができる。例えば、カラムは、特に向流分離カラム、ノックアウト容器、又は再生カラムとすることができる。
【００４１】
本発明のミスト分離サイクロンは、ライザーに配置することができるので、サイクロンと収集トレイの下部との間の空間を排除することができる。従って、カラム内に他の用途のための追加の空間を提供するので、より軽量かつ小型カラムにつながる。さらに、小型のカラムは、運動の影響を受けにくいので、全体構造上の大きな慣性負荷及び効率低下に起因する潜在的損失を低減することができる。これはまた、特に厚いシェルを有する処理容器及び沖合施設に関する費用効率及び可搬重量に貢献することができる。
【００４２】
本技術は、種々の修正及び代替形態を可能にするので、前述の例示的な実施形態は、単なる例として示されている。しかしながら、本技術は、本明細書に開示する特定の実施形態に限定されること意図していないことを理解されたい。実際に、本技術は、添付の請求項の真の思想及び範囲に含まれる全ての代替形態、修正物、及び均等物を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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