BRPI0807524A2 - Processamento de gás de hidrocarbonetos - Google Patents

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Richard N Pitman
John D Wilkinson
Joe T Lynch
Hank M Hudson
Tony L Martinez
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Ortloff Engineers Ltd
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCES- SAMENTO DE GÁS DE HIDROCARBONETOS".
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um processo destinado à sepa- 5 ração de um gás contendo hidrocarbonetos. Os requerentes reivindicam os benefícios sob o Título 35, Código dos Estados Unidos, Seção 119(e) do Pedido Provisório anterior U.S. Número 60/900.400 que foi depositado em 9 de fevereiro de 2007.
Podem-se recuperar etileno, etano, propileno, propano e/ou hi- 10 drocarbonetos mais pesados a partir de uma variedade de gases, tais como gás natural, gás de refinaria e fluxos de gases sintéticos obtidos a partir de outros materiais de hidrocarbonetos, tais como carvão, petróleo bruto, nafta, xisto petrolífero, areia betuminosa e lignito. Geralmente, o gás natural tem uma proporção maior de metano e etano, isto é, juntos, o metano e o etano 15 compreendem ao menos 50 mois por cento do gás. O gás também contém quantidades relativamente menores de hidrocarbonetos mais pesados, tais como propano, butanos, pentanos, e similares, assim como hidrogênio, ni- trogênio, dióxido de carbono, e outros gases.
A presente invenção se refere, em gral, à recuperação de etile- 20 no, etano, propileno, propano, e hidrocarbonetos mais pesados a partir des- ses fluxos de gás. Uma análise típica de um fluxo de gás a ser processado de acordo com a invenção seria, aproximadamente em mois por cento, 92,5% de metano, 4,2% de etano e outros componentes C2, 1,3% de propa- no e outros componentes C3, 0,4% de isobutano, 0,3% de butano normal, 25 0,5% de pentanos positivos, com o equilíbrio composto por nitrogênio e dió- xido de carbono. Ocasionalmente, os gases contendo enxofre também estão presentes.
As flutuações historicamente cíclicas nos preços tanto de gases naturais como de seus constituintes de gás liqüefeito natural (NGL) reduzi- ram, algumas vezes, o valor incrementai de etano, etileno, propano, propile- no, e componentes mais pesados como produtos líquidos. Isto resultou em uma demanda por processos que pudessem oferecer recuperações mais eficazes desses produtos. Os processos disponíveis destinados à separação desses materiais incluem os processos baseados no resfriamento e refrige- ração do gás, absorção de óleo, e absorção de óleo refrigerado. Adicional- mente, os processos criogênicos se tornaram populares devido à disponibili- 5 dade de equipamentos econômicos que produzem energia enquanto, simul- taneamente, expandem e extraem calor do gás que estiver sendo processa- do. Dependendo da pressão da fonte de gás, da riqueza (teor de etano, eti- leno e hidrocarbonetos mais pesados) do gás, e dos produtos finais deseja- dos, pode-se empregar cada um desses processos ou uma combinação dos 10 mesmos.
Atualmente, o processo de expansão criogênica é genericamen- te preferencial para recuperação de gases liqüefeitos naturais, porque o mesmo oferece uma máxima simplicidade com facilidade de partida, flexibili- dade operacional, boa eficiência, segurança e boa confiabilidade. As Paten-
tes U.S. N0S 3.292.380; 4.061.481; 4.140.504; 4.157.904; 4.171.964; 4.185.978; 4.251.249; 4.278.457; 4.519.824; 4.617.039; 4.687.499; 4.689.063; 4.690.702; 4.854.955; 4.869.740; 4.889.545; 5.275.005; 5.555.748; 5.566.554; 5.568.737; 5.771.712; 5.799.507; 5.881.569; 5.890.378; 5.983.664; 6.182.469; 6.578.379; 6.712.880; 6.915.662; 7.191.617; 7.219.513; a renovação de Patente U.S. N0 33.408; e os pedidos copendentes nos. 11/430.412 e 11/839.693 descrevem processos relevantes (embora a descrição da presente invenção, em certos casos, seja baseada em condições de processamento diferentes daquelas descritas nas Patentes U.S. citadas).
Em um processo de recuperação por expansão criogênica típico,
resfria-se um fluxo de gás de alimentação sob pressão por troca de calor com outros fluxos do processo e/ou fontes externas de refrigeração, tais co- mo um sistema de refrigeração por compressão de propano. À medida que o gás se resfria, os líquidos podem ser condensados e coletados em um ou
mais separadores como líquidos de alta pressão contendo alguns dos com- ponentes C2+ ou C3+ desejados. Dependendo da riqueza do gás e da quan- tidade de líquidos formados, os líquidos de alta pressão podem ser expandi- dos em uma baixa pressão e fracionados. A vaporização que ocorre durante a expansão dos líquidos resulta em um resfriamento adicional do fluxo. Sob determinadas condições, um pré-resfriamento dos líquidos de alta pressão antes da expansão pode ser desejável para que se reduza adicionalmente a 5 temperatura resultante da expansão. O fluxo expandido, que compreende uma mistura de líquido e vapor, é fracionado em uma coluna de destilação (desmetanizadora ou desetanizadora). Na coluna, o(s) fluxo(s) resfriado(s) por expansão é(são) destilado(s) de modo a separar o metano residual, ni- trogênio, e outros gases voláteis como vapor suspenso dos componentes C2 10 desejados, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos como um produto líquido de fundo, ou de modo a separar o metano re- sidual, componentes C2, nitrogênio, e outros gases voláteis como vapor sus- penso dos componentes C3 desejados e componentes de hidrocarbonetos mais pesados como um produto líquido de fundo.
Se o gás de alimentação não for totalmente condensado (tipica-
mente não é), o vapor remanescente da condensação parcial pode ser divi- dido em dois fluxos. Uma porção do vapor é passada através de uma má- quina ou motor de trabalho de expansão, ou por uma válvula de expansão, em uma pressão baixa na qual os líquidos adicionais são condensados co- 20 mo resultado de um resfriamento adicional do fluxo. A pressão após a ex- pansão é essencialmente igual à pressão na qual a coluna de destilação é operada. As fases combinadas de vapor-líquido resultantes da expansão são fornecidas como alimentação à coluna.
A porção remanescente do vapor é resfriada até uma condensa- 25 ção substancial por troca de calor com outros fluxos de processo, por exem- plo, a torre de fracionamento a frio suspensa. Parte ou todo o líquido de alta pressão pode ser combinado com esta porção de vapor antes do resfriamen- to. O fluxo resfriado resultante é, então, expandido através de um dispositivo apropriado de expansão, tal como uma válvula de expansão, até a pressão 30 na qual a desmetanizadora é operada. Durante a expansão, geralmente, uma porção do líquido se vaporizará, resultando no resfriamento do fluxo total. O fluxo expandido instantâneamente é, então, fornecido como uma alimentação superior à desmetanizadora. Tipicamente, a porção de vapor do fluxo expandido instantâneamente e o vapor suspenso da desmetanizadora se combinam em uma seção separadora superior na torre de fracionamento como um gás de produto de metano residual. Alternativamente, o fluxo res- 5 friado e expandido pode ser fornecido a um separador com a finalidade de fornecer fluxos de vapor e líquido. O vapor é combinado com a torre suspen- sa e o líquido fornecido à coluna como uma alimentação de coluna superior.
Na operação ideal desse processo de separação, o gás residual que deixa o processo irá conter substancialmente todo o metano no gás de 10 alimentação com essencialmente nenhum dos componentes de hidrocarbo- neto e as frações de fundo que deixam a desmetanizadora conterão subs- tancialmente todos os componentes de hidrocarboneto mais pesado essen- cialmente sem metano ou componentes mais voláteis. Na prática, no entan- to, não se obtém esta situação ideal devido ao fato de a desmetanizadora 15 convencional ser amplamente operada como uma coluna de dessorção. Por- tanto, o produto metano do processo compreende, tipicamente, vapores que deixam a estação de fracionamento superior da coluna, junto com vapores não submetidos a nenhuma etapa de retificação. Ocorrem perdas considerá- veis de componentes C2, C3, e C4+ porque a alimentação líquida superior 20 contém quantidades desses componentes e componentes de hidrocarboneto mais pesado, resultando em quantidades de equilíbrio correspondentes dos componentes C2, componentes C3, componentes C4, e componentes de hi- drocarboneto mais pesado nos vapores que deixam o estágio de fraciona- mento superior da desmetanizadora. A perda desses componentes desejá- 25 veis pode ser significativamente reduzida se os vapores ascendentes pude- rem ser colocados em contato com uma quantidade significativa de líquido (refluxo) capaz de absorver os componentes C2, componentes C3, compo- nentes C4, e componentes de hidrocarboneto mais pesado a partir dos vapo- res.
Nos últimos anos, os processes preferenciais para separação de
hidrocarbonetos utilizam uma seção absorvedora superior de modo a pro- porcionar uma retificação adicional dos vapores ascendentes. A fonte do fluxo de refluxo para a seção de retificação superior consiste, tipicamente, em um fluxo reciclado de gás residual fornecido sob pressão. Geralmente, o fluxo de gás residual reciclado é resfriado para condensação substancial por troca de calor com outros fluxos de processo, por exemplo, a suspensão da 5 torre de fracionamento a frio. O fluxo substancialmente resultante é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como uma válvula de expansão, até a pressão na qual a desmetanizadora é operada. Durante a expansão, uma porção do líquido irá, geralmente, se vaporizar, resultando no resfriamento do fluxo total. O fluxo expandido instantâneamen- 10 te é, então, alimentado como uma alimentação superior à desmetanizadora. Tipicamente, a porção de vapor do fluxo expandido e o vapor suspenso da desmetanizadora se combinam em uma seção separadora superior na torre de fracionamento como um gás de produto de metano residual. Alternativa- mente, o fluxo resfriado e expandido pode ser fornecido a um separador de 15 modo a proporcionar fluxos de vapor e líquidos, de tal modo que o vapor se- ja posteriormente combinado com a suspensão da torre e o líquido seja for- necido à coluna como uma alimentação de coluna superior. Descrevem-se esquemas de processos típicos deste tipo nas Patentes U.S. Nos. 4.889.545; 5.568.737; e 5.881.569, no pedido copendente no. 11/430.412, e 20 em Mowrey, E. Ross, "Efficient, High Recovery of Liquids from Natural Gas Utilizing a High Pressure Absorber", Proceedings of the Eighty-First Annual Convention of the Gas Processors Association, Dallas, Texas, 11 a 13 de março de 2002.
A presente invenção também emprega uma seção de retificação 25 superior (ou uma coluna de retificação separada em algumas modalidades). No entanto, proporcionam-se dois fluxos de refluxo para esta seção de retifi- cação. O fluxo de refluxo superior consiste em um fluxo reciclado de gás re- sidual conforme descrito anteriormente. Além disso, no entanto, proporciona- se um fluxo de refluxo suplementar em um ou mais pontos de alimentação 30 inferior utilizando-se uma extração lateral dos vapores ascendentes em uma porção inferior da torre (que pode ser combinada com uma porção do vapor suspenso da torre). Devido ao fato de os fluxos de vapor inferiores na torre conterem uma concentração modesta de componentes C2 e componentes mais pesados, este fluxo de extração lateral pode ser substancialmente con- densado elevando-se moderadamente sua pressão e utilizando-se apenas a refrigeração disponível no vapor frio que deixa a seção de retificação superi- 5 or. Este líquido condensado, que consiste, predominantemente, em metano e etano líquido, pode, então, ser usado para absorver componentes C2, componentes C3, componentes C4, e componentes de hidrocarboneto mais pesado a partir dos vapores que surgem através da porção inferior da seção de retificação superior e, desse modo, capturam esses componentes valio- 10 sos no produto líquido de fundo a partir da desmetanizadora. Visto que este fluxo de refluxo inferior captura a maioria dos componentes C2 e, essencial- mente, todos os componentes C3+, apenas uma taxa de vazão relativamente pequena de líquido no fluxo de refluxo é necessária para absorver os com- ponentes C2 remanescentes nos vapores ascendentes e, da mesma forma, 15 capturam esses componentes C2 no produto líquido de fundo a partir da desmetanizadora.
De acordo com a presente invenção, descobriu-se que se po- dem obter recuperações de componente C2 maiores que 97 por cento. De maneira semelhante, nesses casos em que a recuperação de componentes C2 não é desejada, podem-se manter as recuperações de C3 maiores que 98%. Além disso, a presente invenção torna possível, essencialmente, 100 por cento de separação de metano (ou componentes C2) e componentes mais leves a partir de componentes C2 (ou componentes C3) e componentes mais pesados em requisitos energéticos reduzidos comparados à técnica anterior, enquanto se mantém os mesmos níveis de recuperação. A presente invenção, embora aplicável em pressões menores e temperaturas mais quentes, é particularmente vantajosa quando se processa gases de alimen- tação na faixa de 2.758 a 10.342 kPa(a) (400 a 1500 psia) ou superior, sob condições que exigem temperaturas de suspensão de coluna de recupera- ção NGL de -46°C (-50°F) ou menores.
Para uma melhor compreensão da presente invenção, faz-se referência aos exemplos e desenhos a seguir. Reportando-se aos desenhos: A Figura 1 é um fluxograma de uma usina de processamento de gás natural da técnica anterior de acordo com a Patente dos Estados Unidos N0 5,568,737;
A Figura 2 é um fluxograma de uma usina de processamento de 5 gás natural alternativa da técnica anterior de acordo com o pedido copen- dente no. 11/430.412;
A Figura 3 é um fluxograma de uma usina de processamento de gás natural de acordo com a presente invenção; e
As Figuras 4 a 8 são fluxogramas que ilustram meios alternati- vos de aplicação da presente invenção em um fluxo de gás natural.
Na explicação a seguir das figuras anteriores, proporcionam-se tabelas que resumem as taxas de vazão calculadas em condições represen- tativas de processo. Nas tabelas apresentadas no presente documento, os valores para as taxas de vazão (em moles por hora), por conveniência, fo- ram arredondados para o número inteiro mais próximo. As taxas de vazão totais mostradas nas tabelas incluem todos os componentes que não sejam de hidrocarbonetos e, portanto, são, em geral, maiores que a soma das ta- xas de vazão de fluxo para os componentes de hidrocarbonetos. As tempe- raturas indicadas são valores aproximados arredondados para o grau mais próximo. Deve-se notar, também, que os cálculos de projeto do processo realizados por propósitos de comparação com os processos descritos nas figuras são baseados de que nenhum calor vaza a partir (ou até) os arredo- res ao (ou a partir do) processo. A qualidade dos materiais isolantes comer- cialmente disponíveis torna esta uma hipótese bastante razoável e uma des- sas é tipicamente realizadas pelos versados na técnica.
Por fins de conveniência, os parâmetros de processo são repor- tados tanto em unidades Britânicas tradicionais como nas unidades do Sis- tema Internacional (SI). As taxas de vazão molar fornecidas nas tabelas po- dem ser interpretadas como libra moles por hora ou quilograma moles por 30 hora. Os consumos de energia reportados como cavalo-vapor (HP) e/ou mil Unidades Térmicas Britânicas por hora (MBTU/Hr) correspondem às taxas de vazão molar expressas em libra moles por hora. Os consumos de energia reportados como quilowatts (kW) correspondem às taxas de vazão molar expressas em quilograma moles por hora.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR
A Figura 1 é um fluxograma de processo que mostra o desenho de uma usina de processamento para recuperação de componentes C2+ a partir de gás natural utilizando-se a técnica anterior de acordo com a Patente do cessionário U.S. No. 5.568.737. Nesta simulação do processo, o gás de entrada entra na usina a 49°C (120°F) e 7.171 kPa(a) (1040 psia) como o fluxo 31. Se o gás de entrada contiver uma concentração de compostos de enxofre que evite que os fluxos de produto satisfaçam as especificações, os compostos de enxofre são removidos através de um pré-tratamento apropri- ado do gás de alimentação (não-ilustrado). Além disso, o fluxo de alimenta- ção é geralmente desidratado de modo a evitar uma formação de hidrato (gelo) sob condições criogênicas. Tipicamente, utiliza-se um dessecante só- lido para este propósito.
O fluxo de alimentação 31 é resfriado em um trocador de calor através da troca de calor com uma porção (fluxo 46) de fluxo de destila- ção a frio 39a a -27°C (-17°F), produto líquido de fundo a 26°C (79°F) (fluxo 42a) proveniente da bomba desmetanizadora de fundo, 19, líquidos refervi- dos da desmetanizadora a 14°C (56°F) (fluxo 41), e líquidos refervidos da desmetanizadora lateral a -28°C (-19°F) (fluxo 40). Note que em todos os casos, o trocador 10 é representativo de uma grande quantidade de trocado- res de calor individuais ou um único trocador de calor de múltiplas passa- gens, ou qualquer combinação dos mesmos. (A decisão quanto a se utilizar mais de um trocador de calor para os serviços de resfriamento indicados dependerá do número de fatores que incluem, mas não se limitam a, taxa de vazão do gás de entrada, tamanho do trocador de calor, temperaturas do fluxo, etc.) O fluxo resfriado 31a entra no separador 11 a -14°C (6°F) e 7.067 kPa(a) (1025 psia) onde o vapor (fluxo 32) é separado do líquido condensa- do (fluxo 33).
O vapor (fluxo 32) proveniente do separador 11 é divido em dois fluxos, 34 e 36. O fluxo 34, que contém cerca de 30% do vapor total, é com- binado com o líquido separador (fluxo 33). Então, o fluxo combinado 35 pas- sa através do trocador de calor 12 em relação de troca de calor com o fluxo de destilação a frio 39 a -96°C (-142°F) onde o mesmo é resfriado até uma condensação substancial. O fluxo condensado substancialmente resultante 5 35a a -94°C (-138°F) é, então, expandido instantaneamente através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 13, até a pressão operacional (aproximadamente 2.916 kPa(a) (423 psia)) da torre de fracionamento 17. O fluxo expandido 35b que deixa a válvula de expan- são 13 atinge uma temperatura de -96°C (-140°F) e é fornecido à torre de 10 fracionamento 17 em um ponto de alimentação em coluna intermediária.
Os 70% restantes do vapor provenientes do separador 11 (fluxo 36) entram em uma máquina de expansão de trabalho 14 onde se extrai e- nergia mecânica a partir desta porção da alimentação de alta pressão. A máquina 14 expande o vapor de maneira substancialmente isentrópica até a 15 pressão operacional da torre, com a expansão de trabalho resfriando o fluxo expandido 36a até uma temperatura de aproximadamente -60°C (-75°F). Os expansores típicos comercialmente disponíveis são capazes de recuperar na ordem de 80 a 88% do trabalho teoricamente disponível em uma expansão isentrópica ideal. O trabalho recuperado é, geralmente, usado para acionar 20 um compressor centrifugo (tal como o item 15) que pode ser usado para re- comprimir o fluxo de destilação aquecido (fluxo 39b), por exemplo. Posteri- ormente, o fluxo expandido parcialmente condensado 36a é fornecido à torre de fracionamento 17 em um segundo ponto de alimentação em coluna in- termediária.
O fluxo de destilação recomprimido e resfriado 39e é dividido em
dois fluxos. Uma porção, o fluxo 47, é o produto de gás residual volátil. A outra porção, o fluxo de reciclagem 48, flui até o trocador de calor 22 onde o mesmo é resfriado a -210C (-6°F) (fluxo 48a) por troca de calor com uma porção (fluxo 45) do fluxo de destilação a frio 39a. Então, o fluxo de recicla- 30 gem resfriado flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -94°C (-138°F) e substancialmente condensado por troca de calor com o fluxo de destilação a frio 39 a -96°C (-142°F). O fluxo substancialmente condensado 48b é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como uma válvula de expansão 23, até a pressão operacional desmetani- zadora, resultando no resfriamento do fluxo total a -98°C (-144°F). O fluxo expandido 48c é, então, fornecido à torre de fracionamento 17 como a ali- 5 mentação de coluna superior. A porção de vapor (se existir) do fluxo 48c se combina com os vapores que surgem a partir do estágio de fracionamento superior da coluna que serve para formar um fluxo de destilação 39, que é extraído a partir de uma região superior da torre.
A desmetanizadora na torre 17 consiste em uma coluna de desti- lação convencional que contém uma pluralidade de bandejas verticalmente espaçadas, um ou mais leitos embalados, ou alguma combinação de bande- jas e embalagem. Conforme geralmente é o caso em usinas de processa- mento de gás natural, a torre de fracionamento pode consistir em duas se- ções. A seção superior 17a consiste em um separador, sendo que a alimen- tação superior parcialmente vaporizada é dividida em suas respectivas por- ções de vapor e líquida, e em que o vapor que surge a partir da destilação inferior ou seção de desmetanização 17b é combinado com a porção de va- por (se existir) da alimentação superior, de modo a formar o valor suspenso da desmetanizadora a frio (fluxo 39) que sai pelo topo da torre a -96°C (-142°F). A seção de desmetanização inferior 17b contém as bandejas e/ou embalagem e fornece o contato necessário entre os líquidos que caem e os vapores que surgem por cima. A seção de desmetanização 17b inclui, tam- bém, refervedores (tais como o refervedor e o refervedor lateral descritos anteriormente) que aquecem e vaporizam uma porção dos líquidos que flu- em para baixo na coluna de modo a proporcionar os vapores de dessorção que fluem para cima na coluna de modo a remover o produto líquido, fluxo 42, de metano e componentes mais leves.
O fluxo de produto líquido 42 sai pelo fundo da torre a 24°C (75°F), com base na especificação típica de uma razão entre metano e etano de 0,025:1 em uma base molar no produto de fundo. O mesmo é bombeado até uma pressão de aproximadamente 4.482 kPa(a) (650 psia) na bomba desmetanizadora de fundo 19, e o produto líquido bombeado é, então, aque- cido até 47°C (116°F) desde que o mesmo proporcione um resfriamento do fluxo 31 no trocador 10 antes de fluir para o armazenamento.
O vapor suspenso da desmetanizadora (fluxo 39) passa em con- tracorrente até o gás de alimentação de entrada e fluxo de reciclagem no trocador de calor 12 onde o mesmo é aquecido até -27°C (-17°F) (fluxo 39a), e no trocador de calor 22 e trocador de calor 10 onde o mesmo é aquecido até 29°C (84°F) (fluxo 39b). O fluxo de destilação é, então, recomprimido em dois estágios. O primeiro estágio é acionado pelo compressor 15 através da máquina de expansão 14. O segundo estágio é acionado pelo compressor 20 através de uma fonte de energia suplementar que comprime o fluxo 39c até a pressão na linha de fornecimento (fluxo 39d). Após o resfriamento até 49°C (120°F) no resfriador de descarga 21, o fluxo 39e é dividido em produto de gás residual (fluxo 47) e em fluxo de reciclagem 48, conforme descrito anteriormente. O fluxo de gás residual 47 flui até a tubulação de gás de for- necimento em 7.171 kPa(a) (1040 psia), suficiente para satisfazer as exigên- cias lineares (geralmente na ordem da pressão de entrada).
Apresenta-se, na tabela a seguir, um resumo das taxas de vazão
de fluxo e consumo de energia para o processo ilustrado na Figura 1:
Tabela I (Figura 1)
Resumo da Vazão de Fluxo - Lb. Moles/Hr (kg moles/Hr)
Fluxo Metano Etano ProDano Butanos+ Total 31 25.384 1.161 362 332 27.451 32 25.313 1.147 349 255 27.275 33 71 14 13 77 176 34 7.594 344 105 76 8.182 7.665 358 118 153 8.358 36 17.719 803 244 179 19.093 39 29.957 38 0 0 30.147 48 4.601 6 0 0 4.630 47 25.356 32 0 0 25.517 42 28 1.129 362 332 1.934 Recuperações*
Etano 97,21%
Propano 100,00%
Butanos+ 100,00%
Energia
Compressão do Gás Residual 13.857 HP (22.781 kW)
* (Com base em taxas de vazão não-arredondadas)
A Figura 2 representa um processo alternativo da técnica anteri- or de acordo com o pedido copendente no. 11/430.412. O processo da Figu- ra 2 foi aplicado à mesma composição e condições do gás de alimentação, 5 conforme descrito anteriormente para a Figura 1. Na simulação deste pro- cesso, como na simulação para o processo da Figura 1, as condições de operação foram selecionadas de modo a minimizar o consumo de energia para um determinado nível de recuperação.
O fluxo de alimentação 31 é resfriado no trocador de calor 10 10 através de troca de calor com uma porção do fluxo suspenso da coluna de destilação a frio (fluxo 46) a -60°C (-76°F), líquido de fundo da desmetaniza- dora (fluxo 42a) a 310C (87°F), líquidos refervidos da desmetanizadora a 17°C (62°F) (fluxo 41), e líquidos refervidos laterais da desmetanizadora a -410C (-42°F) (fluxo 40). O fluxo resfriado 31a entra no separador 11a -43°C 15 (-46°F) e 7.067 kPa(a) (1025 psia) onde o vapor (fluxo 32) é separado do líquido condensado (fluxo 33).
O vapor do separador (fluxo 32) entra em uma máquina de ex- pansão de trabalho 14 na qual se extrai energia mecânica a partir dessa porção da alimentação de alta pressão. A máquina 14 expande o vapor de 20 modo substancialmente isentrópico até a pressão operacional da torre de 3.178 kPa(a) (461 psia), com a expansão de trabalho que resfria o fluxo ex- pandido 32a até uma temperatura de aproximadamente -79°C (-111 °F). O fluxo expandido parcialmente condensado 32a é, posteriormente, fornecido à torre de fracionamento 17 em um ponto de alimentação em coluna interme- 25 diária.
O fluxo de destilação recomprimido e resfriado 39e é dividido em dois fluxos. Uma porção, o fluxo 47, é o produto de gás residual volátil. A outra porção, o fluxo de reciclagem 48, flui até o trocador de calor 22 onde o mesmo é resfriado até -57°C (-70°F) (fluxo 48a) através de troca de calor com uma porção (fluxo 45) do fluxo de destilação a frio 39a a -60°C (-76°F).
5 Então, o fluxo de reciclagem resfriado flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -92°C (-133°F) e substancialmente condensado através de tro- ca de calor com o fluxo suspenso da coluna de destilação a frio 39. O fluxo substancialmente condensado 48b é, então, expandido através de um dis- positivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 23, até a 10 pressão operacional da desmetanizadora, resultando no resfriamento do flu- xo total até -96°C (-141 °F). O fluxo expandido 48c é, então, fornecido à torre de fracionamento como a alimentação de coluna de topo. A porção (se exis- tir) do fluxo 48c se combina com os vapores que surgem a partir do estagio de fracionamento de topo da coluna de modo a formar o fluxo de destilação 15 39, que é extraído a partir de uma região superior da torre.
Uma porção do vapor de destilação (fluxo 49) é retirada da torre de fracionamento 17 a -84°C (-119°F) e comprimida até cerca de 5.015 kPa(a) (727 psia) através do compressor de refluxo 24. O líquido do separa- dor (fluxo 33) é expandido até esta pressão através da válvula de expansão 20 16, e o fluxo expandido 33a a -52°C (-62°F) é combinado com o fluxo 49a a -54°C (-66°F). O fluxo combinado 35 é, então, resfriado a partir de -56°C (-68°F) até -92°C (-133°F) e condensado (fluxo 35a) no trocador de calor 12 através de troca de calor com o fluxo suspenso da desmetanizadora a frio 39 que sai pelo topo da desmetanizadora 17 a -94°C (-137°F). O fluxo substan- 25 cialmente condensado 35a resultante é, então, expandido por instantânea- mente através da válvula de expansão 13 até a pressão operacional da torre de fracionamento 17, resfriando o fluxo 35b até uma temperatura de -93°C (-135°F) imediatamente após o mesmo é fornecido à torre de fracionamento 17 em um ponto de alimentação em coluna intermediária.
O fluxo de produto líquido 42 sai pelo fundo da torre a 28°C
(82°F), com base em uma especificação típica de uma razão entre metano e etano de 0,025:1 em uma base molar no produto de fundo. A bomba 19 en- trega o fluxo 42a ao trocador de calor 10 conforme descrito anteriormente, onde o mesmo é aquecido a partir de 310C (87°F) até 47°C (116°F) antes de fluir ao armazenamento.
O fluxo suspenso da desmetanizadora a vapor 39 é aquecido no trocador de calor 12 já que o mesmo proporciona um resfriamento ao fluxo combinado 35 e ao fluxo de reciclagem 48a conforme descrito anteriormen- te, e adicionalmente aquecido no trocador de calor 22 e no trocador de calor
10. O fluxo aquecido 39b a 36°C (96°F) é, então, recomprimido em dois es- tágios, acionado pelo compressor 15 através da máquina de expansão 14 e 10 acionado pelo compressor 20 através de uma fonte de energia suplementar. Após o fluxo 39d ser resfriado até 49°C (120°F) no resfriador de descarga 21 de modo a formar o fluxo 39e, o fluxo de reciclagem 48 é previamente retira- do de modo a formar um fluxo de gás residual 47 que flui até a tubulação de gás de fornecimento a 7.171 kPa(a) (1040 psia).
Apresenta-se, na tabela a seguir, um resumo das taxas de vazão
de fluxo e consumo de energia para o processo ilustrado na Figura 2:
Tabela Il (Figura 2)
Resumo da Vazão de Fluxo - Lb. Moles/Hr (kg moles/Hr)
Fluxo Metano Etano Prooano Butanos+ Total 31 25.384 1.161 362 332 27.451 32 24.909 1.076 297 166 26.655 33 475 85 65 166 796 49 5.751 117 6 1 5.910 6.226 202 71 167 6.706 39 29.831 38 0 0 30.006 48 4.475 6 0 0 4.501 47 25.356 32 0 0 25.505 42 28 1.129 362 332 1.946 Recuperações*
Etano 97,24%
Propano 100,00%
Butanos+ 100,00%
Potência
Compressão do Gás Residual 12,667 HP (20.825kW)
Compressão de Refluxo 664 HP (1.092kW)
Compressão Total 13.331 HP (21.917kW)
* (Com base em taxas de vazão não-arredondadas)
A comparação dos níveis de recuperação exigida nas Tabelas I e Il mostra que a recuperação dos líquidos do processo da Figura 2 é es- sencialmente igual à recuperação dos líquidos do processo da Figura 1. No 5 entanto, o requisito de potência total para o processo da Figura 2 é cerca de 4% menor que o requisito de potência total do processo da Figura 1. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO Exemplo 1
A Figura 3 ilustra um fluxograma de um processo de acordo com a presente invenção. A composição e condições da composição do gás de alimentação consideradas no processo apresentado na Figura 3 são iguais aos mostrados nas Figuras 1 e 2. Consequentemente, o processo da Figura
3 pode ser comparado aos processos das Figuras 1 e 2 com a finalidade de ilustrar as vantagens da presente invenção.
Na simulação do processo da Figura 3, o gás de entrada entra
na usina como o fluxo 31 e é resfriado no trocador de calor 10 através de troca de calor com uma porção (fluxo 46) do fluxo de destilação a frio 39a a - 52°C (-61 °F), o líquido de fundo da desmetanizadora bombeado (fluxo 42a) a 33°C (910F), os líquidos da desmetanizadora (fluxo 41) a 20°C (68°F), e os 20 líquidos da desmetanizadora (fluxo 40) a -25°C (-13°F). O fluxo resfriado 31a entra no separador 11a -Zl0C (-34°F) e 7.067 kPa(a) (1025 psia) onde o vapor (fluxo 32) é separado do líquido condensado (fluxo 33).
O vapor (fluxo 32) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 34 e 36. Da mesma forma, o líquido (fluxo 33) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 37 e 38. O fluxo 34, que contém cer- ca de 10% do vapor total, é combinado com o fluxo 37, que contém cerca de 50% do líquido total. Então, o fluxo combinado 35 passa através do trocador de calor 12 em uma relação de troca de calor com o fluxo de destilação a frio 5 39 a -94°C (-137°F) onde o mesmo é resfriado até uma condensação subs- tancial. O fluxo substancialmente condensado resultante 35a a -92°C (-133°F) é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropri- ado, tal como a válvula de expansão 13, até a pressão operacional (aproxi- madamente 3.172 kPa(a) (460 psia)) da torre de fracionamento 17, resfrian- 10 do o fluxo 35b até -93°C (-135°F) antes de o mesmo ser fornecido AA torre de fracionamento 17 em um ponto de alimentação em coluna intermediária.
Os 90% restantes do vapor proveniente do separador 11 (fluxo 36) entram em uma máquina de expansão de trabalho 14 na qual se extrai a energia mecânica desta porção da alimentação de alta pressão. A máquina 15 14 expande o vapor de forma substancialmente isentrópica até a pressão operacional da torre, com a expansão de trabalho que resfria o fluxo 36a até uma temperatura de aproximadamente -75°C (-103°F). Posteriormente, o fluxo expandido parcialmente condensado 36a é fornecido como uma ali- mentação à torre de fracionamento 17 em um segundo ponto de alimentação 20 em coluna intermediária.
Os 50% restantes do líquido proveniente do separador 11 (fluxo 38) são expandidos por instantâneamente através de um dispositivo de ex- pansão apropriado, tal como a válvula de expansão 16, até a pressão opera- cional da torre de fracionamento 17. A expansão resfria o fluxo 38a até 25 -54°C (-65°F) antes de o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um terceiro ponto de alimentação em coluna intermediária.
O fluxo de destilação recomprimido e resfriado 39e é dividido em dois fluxos. Uma porção, o fluxo 47, é o produto de gás residual volátil. A outra porção, o fluxo de reciclagem 48, flui até o trocador de calor 22 onde o 30 mesmo é resfriado até -18°C (-1 °F) (fluxo 48a) através de troca de calor com uma porção (fluxo 45) do fluxo de destilação a frio 39a. Então, o fluxo de re- ciclagem resfriado flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -92°C (-133°F) e substancialmente condensado através de troca de calor com o fluxo de destilação a frio 39. O fluxo substancialmente condensado 48b é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal co- mo a válvula de expansão 23, até a pressão operacional da desmetanizado- 5 ra, resultando no resfriamento do fluxo total até -96°C (-141 °F). O fluxo ex- pandido 48c é, então, fornecido à torre de fracionamento 17 como a alimen- tação de coluna de topo. A porção de vapor (se existir) do fluxo 48c se com- bina com os vapores que surgem a partir do estágio de fracionamento de topo da coluna de modo a formar o fluxo de destilação 39, que é extraído a 10 partir de uma região superior da torre.
Uma porção do vapor de destilação (fluxo 49) é extraída a partir da região inferior da seção de absorção 17b da torre de fracionamento 17 a- 90°C (-129°F) e comprimida até uma pressão intermediária de cerca de 4.804 kPa(a) (697 psia) através de um compressor de refluxo 24. O fluxo 15 comprimido 49a flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -92°C (- 133°F) e substancialmente condensado através de troca de calor com o flu- xo suspenso da coluna de destilação a frio 39. O fluxo substancialmente condensado 49b é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 25, até a pressão operacional da 20 desmetanizadora, resultando no resfriamento do fluxo 49c até uma tempera- tura de -94°C (-137°F), imediatamente após o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um quarto ponto de alimentação em coluna inter- mediária.
A desmetanizadora na torre 17 consiste em uma coluna de desti- 25 lação convencional que contém uma pluralidade de bandejas verticalmente espaçadas, um ou mais leitos embalados, ou alguma combinação de bande- jas e embalagens. A torre desmetanizadora consiste em três seções: uma seção separadora superior 17a onde a alimentação superior é dividida em suas respectivas porções de vapor e líquida, e onde o vapor que surge a 30 partir da seção de absorção intermediária 17b é combinado com a porção de vapor (se existir) da alimentação superior de modo a formar o vapor suspen- so da desmetanizadora a frio (fluxo 39); uma seção de absorção (retificação) intermediária 17b que contém as bandejas e/ou embalagens que servem para proporcionar o contato necessário entre a porção de vapor do fluxo ex- pandido 36a que surge ascendentemente e o líquido frio que cai descenden- temente de modo a condensar e absorver os componentes C2, componentes
5 C3, e componentes mais pesados; e uma seção de dessorção inferior (des- metanização) 17c que contém as bandejas e/ou embalagens que servem para proporcionar o contato necessário entre os líquidos que caem descen- dentemente e os vapores que surgem ascendentemente. A seção de desme- tanização 17c também inclui refervedores (tais como o refervedor e o refer- 10 vedor lateral descritos anteriormente) que aquecem e vaporizam uma porção dos líquidos que fluem para baixo na coluna de modo a proporcionar os va- pores de dessorção que fluem para cima na coluna de modo a remover o produto líquido, fluxo 42, de metano e componentes mais leves.
O fluxo 36a entra na desmetanizadora 17 em uma posição de 15 alimentação situada na região inferior da seção de absorção 17b da desme- tanizadora 17. A porção líquida do fluxo expandido 36a mistura-se com os líquidos que descem a partir da seção de absorção 17b e o líquido combina- do continua fluindo para baixo na seção de dessorção 17c da desmetaniza- dora 17. A porção de vapor do fluxo expandido 36a sobe através da seção 20 de absorção 17b e entra em contato com 0 líquido frio que desce de modo a condensar e absorver os componentes C2, componentes C3, e componentes mais pesados.
O fluxo substancialmente condensado expandido 49c é forneci- do como um refluxo líquido frio até uma região intermediária na seção de 25 absorção 17b da desmetanizadora 17, assim como o fluxo substancialmente condensado expandido 35b. Os fluxos secundários de refluxo absorvem e condensam a maioria dos componentes C3 e componentes mais pesados (assim como a maioria dos componentes C2) a partir dos vapores que sur- gem na região de retificação inferior da seção de absorção 17b, desse modo 30 apenas uma pequena quantidade do fluxo de reciclagem (fluxo 48) deve ser resfriada, condensada, sub-resfriada, e expandida por instantâneamente de modo a produzir 0 fluxo superior de refluxo 48c que proporciona a retificação final na região superior da seção de absorção 17b. À medida que o fluxo superior de refluxo frio 48c entra em contato com os vapores que surgem na região superior da seção de absorção 17b, o mesmo condensa e absorve os componentes C2 e quaisquer componentes C3 restantes e componentes 5 mais pesados provenientes de vapores, de tal modo que os mesmos pos- sam ser capturados no produto de fundo (fluxo 42) a partir da desmetaniza- dora 17.
Na seção de dessorção 17c da desmetanizadora 17, os fluxos de alimentação são separados de seus componentes de metano e compo- 10 nentes mais leves. O produto líquido resultante (fluxo 42) sai pelo fundo da torre 17 a 30°C (86°F), com base em uma especificação típica de uma razão entre metano e etano de 0,025:1 em uma base molar no produto de fundo. A bomba 19 distribui 0 fluxo 42a ao trocador de calor 10 conforme descrito an- teriormente, onde o mesmo é aquecido até 47°C (116°F) (fluxo 42b) antes 15 de fluir para o armazenamento.
O fluxo de vapor de destilação que forma a suspensão da torre (fluxo 39) é aquecido no trocador de calor 12, à medida que o mesmo pro- porciona um resfriamento ao fluxo combinado 35, ao fluxo de vapor de desti- lação comprimido 49a, e ao fluxo de reciclagem 48a, conforme descrito ante- 20 riormente, com a finalidade de formar 0 fluxo de destilação a frio 39a. O fluxo de destilação 39a é dividido em duas porções (fluxos 45 e 46), que são a- quecidas até 47°C (116°F) e 33°C (92°F), respectivamente, no trocador de calor 22 e no trocador de calor 10. Nota-se que em todos os casos os troca- dores 10, 22, e 12 são representativos de uma grande quantidade de troca- 25 dores de calor individuais ou de um único trocador de calor de múltiplas pas- sagens, ou qualquer combinação dos mesmos. (A decisão quanto a se utili- zar mais de um trocador de calor para os serviços de aquecimento indicados dependerá de uma série de fatores que incluem, mas não se limitam a, taxa de vazão de gás de entrada, tamanho do trocador de calor, temperaturas do 30 fluxo, etc.) Os fluxos aquecidos se recombinam de modo a formarem o fluxo 39b a 34°C (94°F) que é, então, recomprimido em dois estágios, acionado pelo compressor 15 através da máquina de expansão 14 e acionado pelo compressor 20 através de uma fonte de energia suplementar. Após o fluxo
39d ser resfriado até 49°C (120°F) no resfriador de descarga 21 de modo a
formar o fluxo 39e, o fluxo de reciclagem 48 é extraído, conforme descrito
anteriormente, com a finalidade de formar o fluxo de gás residual 47 que flui
até a tubulação de gás de fornecimento a 7.171 kPa(a) (1040 psia).
Apresenta-se, na tabela a seguir, um resumo das taxas de vazão
de fluxo e consumo de energia para o processo ilustrado na Figura 3:
Tabela Ill
(Figura 3)
Resumo da Vazão de Fluxo - Lb. Moles/Hr (kg moles/Hr)
Fluxo Metano Etano Prooano Butanos+ Total 31 25.384 1.161 362 332 27.451 32 25.085 1.103 314 185 26.894 33 299 58 48 147 557 34 2.509 110 31 19 2.690 37 149 29 24 73 278 2.658 139 55 92 2.968 36 22.576 993 283 166 24.204 38 150 29 24 74 279 49 4.978 46 1 0 5.080 39 28.268 36 0 0 28.474 48 2.912 4 0 0 2.933 47 25.356 32 0 0 25.541 42 28 1.129 362 332 1.910 Recuperações*
Etano Propano Butanos+
Energia
Compressão do Gás Residual Compressão de Refluxo Compressão Total
12.327 HP
* (Com base em taxas de vazão não-arredondadas)
97,21%
99,99%
100,00%
11.841 HP 486 HP
11.841 HP
(19.466 kW) (799 kW) (19.466 kW) (20.265 kW)
Uma comparação entre as Tabelas I, Il e Ill mostra que, compa- rada aos processos da técnica anterior, a presente invenção mantém essen- cialmente a mesma recuperação de etano, recuperação de propano, e recu- peração de butanos+. No entanto, a comparação entre as Tabelas I, Il e Ill mostra, ainda, que esses rendimentos foram obtidos com requisitos de cava- 5 los-vapor substancialmente menores do que os dos processos da técnica anterior. O requisito total de potência da presente invenção é 11% menor que o do processo da Figura 1 e quase 8% menor que o requisito dos pro- cessos da Figura 2.
A característica principal da presente invenção consiste na retifi- 10 cação suplementar proporciona pelo fluxo de refluxo 49c em conjunto com o fluxo 35b, que reduz a quantidade de componentes C2, componentes C3, e componentes C4+ contidos nos vapores que surgem na região superior da seção de absorção 17b. Compare esses dois fluxos de refluxo suplementa- res da Tabela Ill com o único fluxo de refluxo suplementar, 35b, da Tabela I 15 para o processo da Figura 1. Embora a taxa de vazão de refluxo suplemen- tar total seja aproximadamente igual, a quantidade de componentes C2+ nesses fluxos de refluxo para o processo da Figura 3 é apenas metade do fluxo de refluxo do processo da Figura 1, o que torna esses fluxos muito mais eficazes em retificar os componentes C2+ nos vapores que surgem na 20 região superior da seção de absorção 17b. Como resultado, a reciclagem de metano (fluxo 48) que é usada para criar o fluxo de refluxo superior para a torre de fracionamento 17 pode ser significativamente menor para o proces- so da Figura 3 comparado ao processo da Figura 1, enquanto se mantém o nível de recuperação do componente C2, reduzindo os requisitos de cavalos- 25 vapor para a compressão de gás residual. Da mesma forma, com o refluxo suplementar fornecido em dois fluxos separados, tendo um desses (fluxo 49c) concentrações significativamente menores de componentes C2+, é possível dividir a seção de absorção 17b em múltiplas zonas de retificação e, portanto, aumentar sua eficiência.
Uma vantagem adicional proporcionada pelo fluxo de refluxo su-
plementar 49c é que o mesmo permite uma redução na taxa de vazão do fluxo de refluxo suplementar 35b, de tal modo que haja um aumento corres- pondente da taxa de vazão do fluxo 36 à máquina de expansão de trabalho
14. Sucessivamente, isto proporciona um aperfeiçoamento duas vezes maior na eficiência do processo. Primeiro, com mais fluxo até a máquina de ex- pansão 14, o aumento na recuperação de potência aumenta a refrigeração 5 gerada pelo processo. Segundo, quanto maior o meio de recuperação de potência mais potência disponível ao compressor 15, o que reduz o consu- mo externo de energia do compressor 20.
Comparada ao processo da Figura 2, a presente invenção não apenas fornece melhores fluxos de refluxo suplementares, mas, também, 10 uma taxa de vazão de refluxo suplementar total maior. Compare os fluxos de refluxo suplementares 49c e 35b na Tabela Ill com o único fluxo de refluxo suplementar, 35b, na Tabela Il para o processo da Figura 2. A taxa de vazão do refluxo suplementar total é cerca de 20% maior para a presente invenção, e quantidade de componentes C2+ nesses fluxos de refluxo é apenas três 15 quartos da quantidade do processo da Figura 2. Como resultado, a taxa de vazão da reciclagem de metano (fluxo 48) usada como o fluxo de refluxo superior para a torre de fracionamento 17 no processo da Figura 3 é apenas dois terços da taxa do processo da Figura 2, enquanto se mantém o nível de recuperação desejado do componente C2, reduzindo os requisitos de cava- 20 los-vapor para a compressão de gás residual. Da mesma forma, fornecendo- se o refluxo suplementar em dois fluxos separados, tendo um desses (fluxo 49c) concentrações significativamente menores de componentes C2+, é possível dividir a seção de absorção 17b em múltiplas zonas de retificação e, portanto, aumentar sua eficiência.
Nota-se que no processo da Figura 2, o local de remoção para o
fluxo de vapor de destilação 49 a partir da torre de fracionamento 17 encon- tra-se abaixo do ponto de alimentação em coluna intermediária do fluxo ex- pandido 32a. Para a presente invenção, o local de remoção pode ser superi- or na coluna, tal como acima do ponto de alimentação em coluna intermediá- 30 ria do fluxo expandido 36a conforme neste exemplo. Como resultado, o fluxo de vapor de destilação 49 no processo da Figura 3 da presente invenção pode ser submetido a uma retificação adicional, reduzindo a concentração dos componentes C2+ no fluxo e aperfeiçoando sua eficiência como um fluxo de refluxo para a seção de absorção 17b. O local para a remoção do fluxo de vapor de destilação 49 da presente invenção deve ser avaliado em cada aplicação.
5 Exemplo 2
A Figura 3 representa a modalidade preferencial da presente invenção para as condições de temperatura e pressão mostradas, porque a mesma requer, tipicamente, o mínimo de equipamentos e o mínimo de in- vestimento de capital. Um método alternativo de utilização dos fluxos de re- 10 fluxo suplementares para a coluna é mostrado em outra modalidade da pre- sente invenção, conforme ilustrado na Figura 4. A composição do gás de alimentação e as condições consideradas no processo apresentado na Figu- ra 4 são as mesmas usadas nas Figuras 1 a 3. Consequentemente, a Figura
4 pode ser comparada aos processos das Figuras 1 e 2 de modo a ilustrar as vantagens da presente invenção, e pode, da mesma forma, ser compara- da à modalidade exibida na Figura 3.
Na simulação do processo da Figura 4, o gás de entrada entra na usina como o fluxo 31 e o mesmo é resfriado no trocador de calor 10 a- través de troca de calor com uma porção (fluxo 46) do fluxo de destilação a 20 frio 39a a -50°C (-58°F), o líquido de fundo bombeado da desmetanizadora (fluxo 42a) a 34°C (93°F), os líquidos da desmetanizadora (fluxo 41) a 210C (70°F), e os líquidos da desmetanizadora (fluxo 40) a -24°C (-12°F). O fluxo resfriado 31a entra no separador 11a -35°C (-31 °F) e 7.067 kPa(a) (1025 psia) onde o vapor (fluxo 32) é separado do líquido condensado (fluxo 33).
O vapor (fluxo 32) proveniente do separador 11 é dividido em
dois fluxos, 34 e 36. Da mesma forma, o líquido (fluxo 33) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 37 e 38. O fluxo 34, que contém cer- ca de 11 % do vapor total, é combinado com o fluxo 37, que contém cerca de 50% do líquido total. O fluxo combinado 35 passa através do trocador de 30 calor 12 em uma relação de troca de calor com o fluxo de destilação a frio 39 a -94°C (-136°F) onde o mesmo é resfriado até uma condensação substan- cial. O fluxo substancialmente condensado resultante 35a a -910C (-132°F) é, então, expandido por instantâneamente através de um dispositivo de ex- pansão apropriado, tal como a válvula de expansão 13, até a pressão opera- cional (aproximadamente 3.206 kPa(a) (465 psia)) da torre de fracionamento 17, resfriando o fluxo 35b até -92°C (-134°F) antes de o mesmo ser forneci- 5 do à torre de fracionamento 17 em um ponto de alimentação em coluna in- termediária.
Os 89% restantes do vapor proveniente do separador 11 (fluxo 36) entram em uma máquina de expansão de trabalho 14 na qual a energia mecânica é extraída desta porção da alimentação de alta pressão. A máqui- 10 na 14 expande o vapor de forma substancialmente isentrópica até a pressão operacional da torre, com a expansão de trabalho que resfria o fluxo expan- dido 36a até uma temperatura de aproximadamente -73°C (-99°F). O fluxo expandido parcialmente condensado 36a é, posteriormente, fornecido como uma alimentação à torre de fracionamento 17 em um segundo ponto de ali- 15 mentação em coluna intermediária.
Os 50% restantes do líquido proveniente do separador 11 (fluxo 38) são expandidos por instantâneamente através de um dispositivo de ex- pansão apropriado, tal como a válvula de expansão 16, até a pressão opera- cional da torre de fracionamento 17. A expansão resfria o fluxo 38a até 20 -510C (-60°F) antes de o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um terceiro ponto de alimentação em coluna intermediária.
O fluxo de destilação recomprimido e resfriado 39e é dividido em dois fluxos. Uma porção, fluxo 47, é o produto de gás residual volátil. A outra porção, fluxo de reciclagem 48, flui até o trocador de calor 22 onde o mesmo 25 é resfriado até -18°C (-1°F) (fluxo 48a) através de troca de calor com uma porção (fluxo 45) do fluxo de destilação a frio 39a. Então, o fluxo de recicla- gem resfriado flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -910C (-132°F) e substancialmente condensado através da troca de calor com o fluxo de destilação a frio 39. O fluxo substancialmente condensado 48b é, 30 então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal co- mo a válvula de expansão 23, até a pressão operacional da desmetanizado- ra, resultando no resfriamento do fluxo total até -96°C (-140°F). O fluxo ex- pandido 48c é, então, fornecido à torre de fracionamento 17 como a alimen- tação de coluna superior. A porção de vapor (se existir) do fluxo 48c se combina com os vapores que surgem a partir do estágio de fracionamento superior da coluna, com a finalidade de formar um fluxo de destilação 39, que é removido a partir de uma região superior da torre.
Uma porção do vapor de destilação (fluxo 49) é removida a partir da região inferior da seção de absorção da torre de fracionamento 17 a -89°C (-129°F) e comprimida até uma pressão intermediária de cerca de 697 psia (4.804 kPa(a)) através de um compressor de refluxo 24. O fluxo com- 10 primido 49a flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -910C (-132°F) e substancialmente condensado através da troca de calor com o fluxo suspenso da coluna de destilação a frio 39. O fluxo substancialmente condensado 49b é, então, dividido em duas porções, fluxos 51 e 52. A pri- meira porção, o fluxo 51 que contém cerca de 90% do fluxo 49b, é expandi- 15 da através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 25, até a pressão operacional da desmetanizadora, resultando no resfriamento do fluxo 51a até uma temperatura de -94°C (-136°F), imediata- mente após o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um quar- to ponto de alimentação em coluna intermediária, conforme mostrado na 20 modalidade da Figura 3 da presente invenção. A porção restante, o fluxo 52 que contém cerca de 10% do fluxo 49b, é expandida através de um disposi- tivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 26, até a pres- são operacional da desmetanizadora, resultando no resfriamento do fluxo 52a até uma temperatura de -94°C (-136°F), imediatamente após o mesmo 25 ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um quinto ponto de alimenta- ção em coluna intermediária, situado abaixo do ponto de alimentação do flu- xo 51a.
Na seção de dessorção da desmetanizadora 17, os fluxos de alimentação são dessorvidos de seus componentes de metano e componen- tes mais leves. O produto líquido resultante (fluxo 42) sai pelo fundo da torre 17 a 310C (88°F). A bomba 19 distribui o fluxo 42a ao trocador de calor 10, conforme descrito anteriormente, onde o mesmo é aquecido até 47°C (116°F) (fluxo 42b) antes de fluir até o armazenamento.
O fluxo de vapor de destilação que forma a suspensão da torre (fluxo 39) é aquecido no trocador de calor 12 já que o mesmo proporciona um resfriamento ao fluxo combinado 35, ao fluxo de vapor de destilação 5 comprimido 49a, e ao fluxo de reciclagem 48a, conforme descrito anterior- mente, com a finalidade de formar o fluxo de destilação a frio 39a. O fluxo de destilação 39a é dividido em duas porções (fluxos 45 e 46), que são aqueci- das até 47°C (116°F) e 33°C (92°F), respectivamente, no trocador de calor 22 e no trocador de calor 10. Os fluxos aquecidos se recombinam de modo a 10 formarem o fluxo 39b a 35°C (94°F) que é, então, recomprimido em dois es- tágios, acionado pelo compressor 15 através da máquina de expansão 14 e acionado pelo compressor 20 através de uma fonte de energia suplementar. Após o fluxo 39d ser resfriado até 49°C (120°F) no resfriador de descarga 21 de modo a formar o fluxo 39e, o fluxo de reciclagem 48 é removido, confor- 15 me descrito anteriormente, com a finalidade de formar o fluxo de gás residu- al 47 que flui até a tubulação de gás de fornecimento a 7.171 kPa(a) (1040 psia).
Apresenta-se, na tabela a seguir, um resumo das taxas de vazão
de fluxo e consumo de energia para o processo ilustrado na Figura 4:
Tabela IV (Figura 4)
Resumo da Vazão de Fluxo - Lb. Mols/h (kg mols/h) Fluxo Metano Etano Propano Butanos+ Total 31 25.384 1.161 362 332 27.451 32 25.118 1.109 318 190 26.943 33 266 52 44 142 508 34 2.838 125 36 21 3.045 37 133 26 22 71 254 2.971 151 58 92 3.299 36 22.280 984 282 169 23.898 38 133 26 22 71 254 49 4.902 50 1 0 5.000 51 4.412 45 1 0 4.500 52 490 5 0 0 500 39 28.490 36 0 0 28.702 48 3.134 4 0 0 3.157 47 25.356 32 0 0 25.545 42 28 1.129 362 332 1.906 Recuperações*
Etano 97,22%
Propano 99,99%
Butanos+ 100,00%
Potência
Compressão do Gás Residual 11.745 HP (19.309 kW)
Compressão de Refluxo 465 HP (764 kW)
Compressão Total 12.210 HP (20.073 kW)
* (Com base em taxas de vazão não-arredondadas)
Uma comparação entre as Tabelas NI e IV mostra que, compa- rada à modalidade da Figura 3 da presente invenção, a modalidade da Figu- ra 4 mantém essencialmente a mesma recuperação de etano, recuperação de propano, e recuperação de butanos+. No entanto, a comparação entre as 5 Tabelas Ill e IV mostra, ainda, que esses rendimentos foram obtidos utilizan- do-se cerca de 1% menos cavalos-vapor do que o necessário para a moda- lidade da Figura 3. A queda nos requisitos de potência para a modalidade da Figura 4 ocorre principalmente devido à pressão operacional ligeiramente maior da torre de fracionamento 17, que é possível devido à melhor retifica- 10 ção de sua seção de absorção fornecida introduzindo-se uma porção do re- fluxo suplementar (fluxo 52a) menor na seção de absorção. Isto reduz, de modo eficaz, a concentração de componentes C2+ nos líquidos da coluna onde se introduziu o fluxo combinado expandido 35b, reduzindo, assim, as concentrações de equilíbrio desses componentes mais pesados nos vapores 15 que surgem acima desta região da seção de absorção. A redução nos requi- sitos de potência para esta modalidade em relação à modalidade da Figura 3 deve ser avaliada para cada aplicação em relação ao ligeiro aumento nos custos esperados para a modalidade da Figura 4 comparada à modalidade da Figura 3. Exemplo 3
Um método alternativo de geração dos fluxos de refluxo suple- mentares para a coluna é mostrado em outra modalidade da presente inven- ção, conforme ilustrado na Figura 5. A composição do gás de alimentação e 5 as condições consideradas no processo apresentado na Figura 5 são as mesmas usadas nas Figuras 1 a 4. Consequentemente, a Figura 5 pode ser comparada aos processos das Figuras 1 e 2 de modo a ilustrar as vantagens da presente invenção, e pode, da mesma forma, ser comparada às modali- dades exibidas nas Figuras 3 e 4.
Na simulação do processo da Figura 5, o gás de entrada entra
na usina como o fluxo 31 e o mesmo é resfriado no trocador de calor 10 a- través de troca de calor com uma porção (fluxo 46) do fluxo de destilação a frio 43a a -52°C (-61 °F), o líquido de fundo bombeado da desmetanizadora (fluxo 42a) a 33°C (92°F), os líquidos da desmetanizadora (fluxo 41) a 210C 15 (69°F), e os líquidos da desmetanizadora (fluxo 40) a -26°C (-15°F). O fluxo resfriado 31a entra no separador 11a -37°C (-35°F) e 7.067 kPa(a) (1025 psia) onde o vapor (fluxo 32) é separado do líquido condensado (fluxo 33).
O vapor (fluxo 32) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 34 e 36. Da mesma forma, o líquido (fluxo 33) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 37 e 38. O fluxo 34, que contém cer- ca de 10% do vapor total, é combinado com o fluxo 37, que contém cerca de 50% do líquido total. Então, o fluxo combinado 35 passa através do trocador de calor 12 em uma relação de troca de calor com o fluxo de destilação a frio 43 a -94°C (-137°F) onde o mesmo é resfriado até uma condensação subs- tancial. O fluxo substancialmente condensado resultante 35a a -910C (-133°F) é, então, expandido por instantâneamente através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 13, até a pressão operacional (aproximadamente 3.199 kPa(a) (464 psia)) da torre de fracio- namento 17, resfriando o fluxo 35b até -92°C (-134°F) antes de o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um ponto de alimentação em colu- na intermediária.
Os 90% restantes do vapor proveniente do separador 11 (fluxo 36) entram em uma máquina de expansão de trabalho 14 na qual a energia mecânica é extraída desta porção da alimentação de alta pressão. A máqui- na 14 expande o vapor de forma substancialmente isentrópica até a pressão operacional da torre, com a expansão de trabalho que resfria o fluxo expan- 5 dido 36a até uma temperatura de aproximadamente -75°C (-102°F). O fluxo expandido parcialmente condensado 36a é, posteriormente, fornecido como uma alimentação à torre de fracionamento 17 em um segundo ponto de ali- mentação em coluna intermediária.
Os 50% restantes do líquido proveniente do separador 11 (fluxo 10 38) são expandidos por instantâneamente através de um dispositivo de ex- pansão apropriado, tal como a válvula de expansão 16, até a pressão opera- cional da torre de fracionamento 17. A expansão resfria o fluxo 38a até -54°C (-65°F) antes de o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um terceiro ponto de alimentação em coluna intermediária.
O fluxo de destilação recomprimido e resfriado 43e é dividido em
dois fluxos. Uma porção, fluxo 47, é o produto de gás residual volátil. A outra porção, fluxo de reciclagem 48, flui até o trocador de calor 22 onde o mesmo é resfriado até -18°C (-1°F) (fluxo 48a) através de troca de calor com uma porção (fluxo 45) do fluxo de destilação a frio 43a. Então, o fluxo de recicla- gem resfriado flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -91 cC (-133°F) e substancialmente condensado através da troca de calor com o fluxo de destilação a frio 43. O fluxo substancialmente condensado 48b é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal co- mo a válvula de expansão 23, até a pressão operacional da desmetanizado- ra, resultando no resfriamento do fluxo total até -96°C (-140°F). O fluxo ex- pandido 48c é, então, fornecido à torre de fracionamento 17 como a alimen- tação de coluna superior. A porção de vapor (se existir) do fluxo 48c se combina com os vapores que surgem a partir do estágio de fracionamento superior da coluna, com a finalidade de formar um fluxo de destilação 39, que é removido a partir de uma região superior da torre.
O fluxo de vapor de destilação que forma a suspensão da torre (fluxo 39) deixa a torre de fracionamento 17 a -94°C (-137°F) e o mesmo é dividido em duas porções, primeiro e segundo fluxo de vapor 44 e 43, res- pectivamente. O primeiro fluxo de vapor 44 é combinado com uma porção do vapor de destilação (fluxo 49) extraído a partir da região inferior da seção de absorção da torre de fracionamento 17 a -90°C (-131°F), e o fluxo de vapor 5 combinado 50 é comprimido até uma pressão intermediária de cerca de 4.985 kPa(a) (723 psia) através do compressor de refluxo 24. O fluxo com- primido 50a flui até o trocador 12, onde o mesmo é resfriado até -910C (-133°F) e substancialmente condensado através de troca de calor com a porção restante (fluxo 43) do fluxo suspenso da coluna de destilação a frio 10 39. O fluxo substancialmente condensado 50b é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão
25, até a pressão operacional da desmetanizadora, resultando no resfria- mento do fluxo 50c até uma temperatura de -94°C (-137°F), imediatamente após o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um quarto pon- to de alimentação em coluna intermediária.
Na seção de dessorção da desmetanizadora 17, os fluxos de alimentação são dessorvidos de seus componentes de metano e componen- tes mais leves. O produto líquido resultante (fluxo 42) sai pelo fundo da torre 17 a 310C (87°F). A bomba 19 distribui o fluxo 42a ao trocador de calor 10, 20 conforme descrito anteriormente, onde o mesmo é aquecido até 47°C (116°F) (fluxo 42b) antes de fluir até o armazenamento.
O segundo fluxo de vapor 43 (a porção restante do fluxo sus- penso da coluna de destilação a frio 39) é aquecido no trocador de calor 12 já que o mesmo proporciona um resfriamento ao fluxo combinado 35, ao flu- 25 xo combinado comprimido 50a, e ao fluxo de reciclagem 48a, conforme des- crito anteriormente, com a finalidade de formar um segundo fluxo de vapor a frio 43a. O segundo fluxo de vapor 43a é dividido em duas porções (fluxos 45 e 46), que são aquecidas até 47°C (116°F) e 34°C (94°F), respectivamen- te, no trocador de calor 22 e no trocador de calor 10. Os fluxos aquecidos se 30 recombinam de modo a formarem o fluxo 43b a 35°C (95°F) que é, então, recomprimido em dois estágios, acionado pelo compressor 15 através da máquina de expansão 14 e acionado pelo compressor 20 através de uma fonte de energia suplementar. Após o fluxo 43d ser resfriado até 49°C (120°F) no resfriador de descarga 21 de modo a formar o fluxo 43e, o fluxo de reciclagem 48 é removido, conforme descrito anteriormente, de modo a formar o fluxo de gás residual 47 que flui até a tubulação de gás de forneci- mento a 7.171 kPa(a) (1040 psia).
Apresenta-se, na tabela a seguir, um resumo das taxas de vazão
de fluxo e consumo de energia para o processo ilustrado na Figura 5:
Tabela V (Figura 5)
Resumo da Vazão de Fluxo - Lb. Mols/h (kg mols/h)
Fluxo Metano Etano Prooano Butanos+ Total 31 25.384 1.161 362 332 27.451 32 25.079 1.102 313 184 26.886 33 305 59 49 148 565 34 2.508 110 31 19 2.689 37 152 29 24 74 282 2.660 139 55 93 2.971 36 22.571 992 282 165 24.197 38 153 30 25 74 283 39 28.589 36 0 0 28.800 44 572 1 0 0 576 49 4.869 35 1 0 4.950 50 5.441 36 1 0 5.526 43 28.017 35 0 0 28.224 48 2.661 3 0 0 2.681 47 25.356 32 0 0 25.543 42 28 1.129 362 332 1.908 Recuperações*
Etano 97,20%
Propano 99,99%
Butanos+ 100,00% Potência
Compressão do Gás Residual 11.617 HP
Compressão de Refluxo 550 HP
Compressão Total 12.167 HP
(19.098 kW) (904 kW)
(20.002 kW) * (Com base em taxas de vazão não-arredondadas)
Uma comparação entre as Tabelas III, IV e V mostra que, com- parada às modalidades das Figuras 3 e 4 da presente invenção, a modalida- de da Figura 5 mantém essencialmente a mesma recuperação de etano, recuperação de propano, e recuperação de butanos+. No entanto, a compa- ração entre as Tabelas NI, IV e V mostra, ainda, que esses rendimentos fo- ram obtidos utilizando-se cerca de 1 % menos cavalos-vapor do que neces- sário pela modalidade da Figura 3, e ligeiramente menos cavalos-vapor do que a modalidade da Figura 4. A queda nos requisitos de potência para a modalidade da Figura 5 ocorre principalmente devido à redução na taxa de vazão do fluxo de reciclagem 48. Esta redução na taxa de vazão do refluxo superior à desmetanizadora 17 é possível porque a combinação de uma porção (fluxo 44) da suspensão da coluna (fluxo 39) com a porção do vapor de destilação (fluxo 49) removido a partir da região inferior da seção de ab- sorção da torre de fracionamento 17 reduz significativamente a concentração de componentes C2+ no fluxo de refluxo 50c, proporcionando uma melhor retificação na seção de absorção. Isto reduz as concentrações de equilíbrio desses componentes mais pesados nos vapores que surgem acima desta região da seção de absorção, de tal modo que menos retificação seja ne- cessária pelo fluxo de refluxo superior. A redução nos requisitos de potência para esta modalidade em relação à modalidade da Figura 3 deve ser avalia- da para cada aplicação relativa ao ligeiro aumento nos custos para a moda- lidade da Figura 5 comparada à modalidade da Figura 3. A modalidade da Figura 5 pode oferecer uma ligeira vantagem em relação aos custos compa- rada à modalidade da Figura 4, além da redução de potência, porém, isto deve, da mesma forma, ser avaliada para cada aplicação.
Exemplo 4
Um método alternativo de utilização dos fluxos de refluxo suple- mentares para a coluna é mostrado em outra modalidade da presente inven- ção, conforme ilustrado na Figura 6. A composição do gás de alimentação e as condições consideradas no processo apresentado na Figura 6 são as mesmas usadas nas Figuras 1 a 5. Consequentemente, a Figura 6 pode ser comparada aos processos das Figuras 1 e 2 de modo a ilustrar as vantagens da presente invenção, e pode, da mesma forma, ser comparada à modalida- de exibida nas Figuras 3 a 5.
Na simulação do processo da Figura 6, o gás de entrada entra 5 na usina como o fluxo 31 e o mesmo é resfriado no trocador de calor 10 a- través de troca de calor com uma porção (fluxo 46) do fluxo de destilação a frio 43a a -49°C (-55°F), o líquido de fundo bombeado da desmetanizadora (fluxo 42a) a 34°C (93°F), os líquidos da desmetanizadora (fluxo 41) a 210C (71 °F), e os líquidos da desmetanizadora (fluxo 40) a -24°C (-10°F). O fluxo 10 resfriado 31a entra no separador 11a -35°C (-31 °F) e 7.067 kPa(a) (1025 psia) onde o vapor (fluxo 32) é separado do líquido condensado (fluxo 33).
O vapor (fluxo 32) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 34 e 36. Da mesma forma, o líquido (fluxo 33) proveniente do separador 11 é dividido em dois fluxos, 37 e 38. O fluxo 34, que contém cer- ca de 12% do vapor total, é combinado com o fluxo 37, que contém cerca de 50% do líquido total. Então, o fluxo combinado 35 passa através do trocador de calor 12 em uma relação de troca de calor com o fluxo de destilação a frio 43 a -94°C (-136°F) onde o mesmo é resfriado até uma condensação subs- tancial. O fluxo substancialmente condensado resultante 35a a -910C (-132°F) é, então, expandido por instantâneamente através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão 13, até a pressão operacional (aproximadamente 3.234 kPa(a) (469 psia)) da torre de fracio- namento 17, resfriando o fluxo 35b até -92°C (-134°F) antes de o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um ponto de alimentação em colu- na intermediária.
Os 88% restantes do vapor proveniente do separador 11 (fluxo 36) entram em uma máquina de expansão de trabalho 14 na qual a energia mecânica é extraída desta porção da alimentação de alta pressão. A máqui- na 14 expande o vapor de forma substancialmente isentrópica até a pressão 30 operacional da torre, com a expansão de trabalho que resfria o fluxo expan- dido 36a até uma temperatura de aproximadamente -73°C (-99°F). O fluxo expandido parcialmente condensado 36a é, posteriormente, fornecido como uma alimentação à torre de fracionamento 17 em um segundo ponto de ali- mentação em coluna intermediária.
Os 50% restantes do líquido proveniente do separador 11 (fluxo 38) são expandidos por instantâneamente através de um dispositivo de ex- 5 pansão apropriado, tal como a válvula de expansão 16, até a pressão opera- cional da torre de fracionamento 17. A expansão resfria o fluxo 38a até -510C (-59°F) antes de o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um terceiro ponto de alimentação em coluna intermediária.
O fluxo de destilação recomprimido e resfriado 43e é dividido em 10 dois fluxos. Uma porção, fluxo 47, é o produto de gás residual volátil. A outra porção, fluxo de reciclagem 48, flui até o trocador de calor 22 onde o mesmo é resfriado até -18°C (-1°F) (fluxo 48a) através de troca de calor com uma porção (fluxo 45) do fluxo de destilação a frio 43a. Então, o fluxo de recicla- gem resfriado flui até o trocador 12 onde o mesmo é resfriado até -910C 15 (-132°F) e substancialmente condensado através da troca de calor com o fluxo de destilação a frio 43. O fluxo substancialmente condensado 48b é, então, expandido através de um dispositivo de expansão apropriado, tal co- mo a válvula de expansão 23, até a pressão operacional da desmetanizado- ra, resultando no resfriamento do fluxo total até -96°C (-140°F). O fluxo ex- 20 pandido 48c é, então, fornecido à torre de fracionamento 17 como a alimen- tação de coluna superior. A porção de vapor (se existir) do fluxo 48c se combina com os vapores que surgem a partir do estágio de fracionamento superior da coluna, com a finalidade de formar um fluxo de destilação 39, que é removido a partir de uma região superior da torre.
O fluxo de vapor de destilação que forma a suspensão da torre
(fluxo 39) deixa a torre de fracionamento 17 a -93°C (-136°F) e o mesmo é dividido em duas porções, primeiro e segundo fluxo de vapor 44 e 43, res- pectivamente. O primeiro fluxo de vapor 44 é combinado com uma porção do vapor de destilação (fluxo 49) extraído a partir da região inferior da seção de 30 absorção da torre de fracionamento 17 a -89°C (-128°F), e o fluxo de vapor combinado 50 é comprimido até uma pressão intermediária de cerca de 5.047 kPa(a) (732 psia) através do compressor de refluxo 24. O fluxo com- primido 50a flui até o trocador 12, onde o mesmo é resfriado até -910C (- 132°F) e substancialmente condensado através de troca de calor com a por- ção restante (fluxo 43) do fluxo suspenso da coluna de destilação a frio 39. O fluxo substancialmente condensado 50b é, então, dividido em duas por- 5 ções, fluxos 51 e 52. A primeira porção, o fluxo 51 que contém cerca de 90% do fluxo 50b, é expandida através de um dispositivo de expansão apropria- do, tal como a válvula de expansão 25, até a pressão operacional da desme- tanizadora, resultando no resfriamento do fluxo 51a até uma temperatura de -94°C (-136°F), imediatamente após o mesmo ser fornecido à torre de fra- 10 cionamento 17 em um quarto ponto de alimentação em coluna intermediária conforme na modalidade da Figura 5 da presente invenção. A porção restan- te, o fluxo 52 que contém cerca de 10% do fluxo 50b, é expandida através de um dispositivo de expansão apropriado, tal como a válvula de expansão
26, até a pressão operacional da desmetanizadora, resultando no resfria- mento do fluxo 52a até uma temperatura de -94°C (-136°F), imediatamente após o mesmo ser fornecido à torre de fracionamento 17 em um quinto pon- to de alimentação em coluna intermediária, situado abaixo do ponto de ali- mentação do fluxo 51a.
Na seção de dessorção da desmetanizadora 17, os fluxos de 20 alimentação são dessorvidos de seus componentes de metano e componen- tes mais leves. O produto líquido resultante (fluxo 42) sai pelo fundo da torre 17 a 310C (89°F). A bomba 19 distribui o fluxo 42a ao trocador de calor 10, conforme descrito anteriormente, onde o mesmo é aquecido até 47°C (116°F) (fluxo 42b) antes de fluir até o armazenamento.
O segundo fluxo de vapor 43 (a porção restante do fluxo sus-
penso da coluna de destilação a frio 39) é aquecido no trocador de calor 12 já que o mesmo proporciona um resfriamento ao fluxo combinado 35, ao flu- xo combinado comprimido 50a, e ao fluxo de reciclagem 48a, conforme des- crito anteriormente, com a finalidade de formar um segundo fluxo de vapor a 30 frio 43a. O segundo fluxo de vapor 43a é dividido em duas porções (fluxos 45 e 46), que são aquecidas até 47°C (116°F) e 34°C (94°F), respectivamen- te, no trocador de calor 22 e no trocador de calor 10. Os fluxos aquecidos se recombinam de modo a formarem o fluxo 43b a 35°C (96°F) que é, então, recomprimido em dois estágios, acionado pelo compressor 15 através da máquina de expansão 14 e acionado pelo compressor 20 através de uma fonte de energia suplementar. Após o fluxo 43d ser resfriado até 49°C 5 (120°F) no resfriador de descarga 21 de modo a formar o fluxo 43e, o fluxo de reciclagem 48 é removido, conforme descrito anteriormente, de modo a formar o fluxo de gás residual 47 que flui até a tubulação de gás de forneci- mento a 7.171 kPa(a) (1040 psia).
Apresenta-se, na tabela a seguir, um resumo das taxas de vazão
de fluxo e consumo de energia para o processo ilustrado na Figura 6:
Tabela Vl (Figura 6)
Resumo da Vazão de Fluxo - Lb. Mols/h (kg mols/h) Fluxo Metano Etano ProDano Butanos+ Total 31 25.384 1.161 362 332 27.451 32 25.122 1.109 319 191 26.949 33 262 52 43 141 502 34 2.977 131 38 23 3.194 37 131 26 21 70 251 3.108 157 59 93 3.445 36 22.145 978 281 168 23.755 38 131 26 22 71 251 39 29.044 37 0 0 29.260 44 871 1 0 0 878 49 4.487 44 1 0 4.575 50 5.358 45 1 0 5.453 51 4.823 40 1 0 4.908 52 535 5 0 0 545 43 28.173 36 0 0 28.382 48 2.817 4 0 0 2.838 47 25.356 32 0 0 25.544 42 28 1.129 362 332 1.907 Recuperações*
Etano 97,22%
Propano 99,99%
Butanos+ 100,00%
Potência
Compressão do Gás Residual 11.488 HP (18.886 kW)
Compressão de Refluxo 548 HP (901 kW)
Compressão Total 12.036 HP (19.787 kW)
* (Com base em taxas de vazão não-arredondadas)
Uma comparação entre as Tabelas III, IV, V e Vl mostra que, comparada às modalidades das Figuras 3 a 5 da presente invenção, a mo- dalidade da Figura 6 mantém essencialmente a mesma recuperação de eta- no, recuperação de propano, e recuperação de butanos+. No entanto, uma comparação entre as Tabelas III, IV, V e Vl mostra, ainda, que esses rendi- mentos foram obtidos utilizando-se cerca de 2% menos cavalos-vapor do que o necessário pela modalidade da Figura 3, e cerca de 1 % menos cava- los-vapor do que as modalidades das Figuras 4 e 5. A queda nos requisitos de potência para a modalidade da Figura 6 ocorre principalmente devido à pressão operacional ligeiramente maior da torre de fracionamento 17, que é possível devido à melhor retificação de sua seção de absorção fornecida introduzindo-se uma porção do refluxo suplementar (fluxo 52a) menor na seção de absorção. Isto reduz, de modo eficaz, a concentração de compo- nentes C2+ nos líquidos da coluna onde se introduziu o fluxo combinado ex- pandido 35b, reduzindo, assim, as concentrações de equilíbrio desses com- ponentes mais pesados nos vapores que surgem acima desta região da se- ção de absorção. A redução nos requisitos de cavalos-vapor para esta mo- dalidade em relação às modalidades das Figuras 3 a 5 deve ser avaliada para cada aplicação em relação ao ligeiro aumento nos custos para a moda- lidade da Figura 6 comparada às outras modalidades.
Outras Modalidades
De acordo com a presente invenção, em geral, é vantajoso pro- jetar a seção de absorção (retificação) da desmetanizadora de modo a con- ter múltiplos estágios teóricos de separação. No entanto, os benefícios da presente invenção podem ser obtidos por apenas um estágio teórico, e a- credita-se que até mesmo o equivalente de um estágio teórico fracionário possa permitir a obtenção desses benefícios. Por exemplo, todo ou parte do 5 fluxo de reciclagem condensado substancialmente expandido 48c, todo ou parte do refluxo suplementar (fluxo 49c na Figura 3, fluxo 50c na Figura 5, ou fluxos 51a e 52a nas Figuras 4 e 6), todo ou parte do fluxo substancial- mente condensado expandido 35b, e todo ou parte do fluxo expandido 36a podem ser combinados (tal como na tubulação que une a válvula de expan- 10 são à desmetanizadora), e, se perfeitamente misturados, os vapores e líqui- dos se misturarão e se separarão de acordo com as volatilidades dos vários componentes dos fluxos combinados totais. Tal mistura dos quatro ou cinco fluxos deve ser considerada, por propósitos da presente invenção, como constituintes de uma seção de absorção. De maneira específica, a mistura 15 do fluxo de refluxo suplementar 52a e o fluxo substancialmente condensado expandido 35b aparenta ser vantajosa em muitos casos, assim como a mis- tura do fluxo de reciclagem condensado substancialmente expandido 48c e todo ou parte do refluxo suplementar (fluxo 49c na Figura 3, fluxo 50c na Figura 5, ou fluxo 51a nas Figuras 4 e 6).
As Figuras 7 e 8 descrevem torres de fracionamento construídas
em dois recipientes, coluna de absorção (retificação) 27 (um dispositivo de contato e separação) e coluna de dessorção (destilação) 17. Nesses casos, uma porção do vapor de destilação (fluxo 49) é removida da seção inferior da coluna de absorção 27 e direcionada ao compressor de refluxo 24 (op- 25 cionalmente, conforme mostrado na Figura 8, combinada com uma porção, o fluxo 44, do fluxo de destilação suspensa 39 da coluna de absorção 27) com a finalidade de gerar um refluxo suplementar para a coluna de absorção 27. O vapor suspenso (fluxo 54) proveniente da coluna de dessorção 17 flui até a seção inferior da coluna de absorção 27 de modo que entre em contato 30 com o fluxo de reciclagem condensado substancialmente expandido 48c, líquido de refluxo suplementar (fluxo 51a e fluxo opcional 52a), e fluxo subs- tancialmente condensado expandido 35b. A bomba 28 é usada para direcio- nar os líquidos (fluxo 55) a partir do fundo da coluna de absorção 27 até o topo da coluna de dessorção 17, de tal modo que as duas torres funcionem, de modo eficaz, como um sistema de destilação. A decisão de se construir a torre de fracionamento como um recipiente único (tal como a desmetaniza- 5 dora 17 nas Figuras 3 a 6) ou em múltiplos recipientes depende de uma sé- rie de fatores, tais como o tamanho da usina, a distância às instalações de fabricação, etc.
Conforme descrito nos exemplos anteriores, o refluxo suplemen- tar (fluxo 49b nas Figuras 3, 4 e 7 e fluxo 50b nas Figuras 5, 6 e 8) é total- 10 mente condensado e o condensado resultando usado para absorver os componentes C2, componentes C3, e componentes mais pesados valiosos a partir dos vapores que surgem através de uma região inferior da seção de absorção 17b da desmetanizadora 17 (Figuras 3 a 6) ou através da coluna de absorção 27 (Figuras 7 e 8). No entanto, a presente invenção não se Iimi- 15 ta a esta modalidade. Pode ser vantajoso, por exemplo, tratar apenas uma porção desses vapores desta forma, ou utilizar apenas uma porção do con- densado como um absorvente, em casos onde outras considerações de pro- jeto indicam porções dos vapores ou o condensado deve contornar a seção de absorção 17b da desmetanizadora 17 (Figuras 3 a 6) ou coluna de ab- 20 sorção 27 (Figuras 7 e 8). Algumas circunstâncias podem favorecer a con- densação parcial, ao invés da condensação total, do fluxo de refluxo suple- mentar (49b ou 50b) no trocador de calor 12. Outras circunstâncias podem favorecer que o fluxo de destilação 49 seja um vapor total lateral extraído da coluna de fracionamento 17 (Figuras 3 a 6) ou da coluna de absorção 27 25 (Figuras 7 e 8) ao invés de um vapor parcial lateralmente extraído. Deve-se notar que, dependendo da composição do fluxo de gás de alimentação, pode ser vantajoso utilizar refrigeração externa para fornecer alguma porção da refrigeração do fluxo de refluxo suplementar (49b ou 50b) no trocador de calor 12.
As condições do gás de alimentação, tamanho da usina, dispo-
nibilidade de equipamentos, ou outros fatores podem indicar que a elimina- ção da máquina de expansão de trabalho 14, ou substituição por outro dis- positivo de expansão alternativo (tal como uma válvula de expansão), é pos- sível. Embora seja descrita uma expansão individual de fluxo, em particular, podem-se empregar, onde apropriado, dispositivos de expansão, meios de expansão alternativos em particular. Por exemplo, as condições podem ga- 5 rantir uma expansão de trabalho do fluxo de reciclagem substancialmente condensado (fluxo 48b), o refluxo suplementar (fluxo 49b, fluxo 50b, ou flu- xos 51 e/ou 52), ou o fluxo substancialmente condensado (fluxo 35a).
Quando o gás de entrada for mais insípido, o separador 11 nas Figuras 3 a 8 pode não ser necessário. Dependendo da quantidade de hi- 10 drocarbonetos mais pesados no gás de alimentação e na pressão do gás de alimentação, o fluxo de alimentação resfriado 31a que sai do trocador de calor 10 nas Figuras 3 a 8 pode não conter líquidos (porque o mesmo se encontra acima de seu ponto de condensação, ou porque o mesmo encon- tra-se acima de sua pressão crítica), de tal modo que o separador 11 mos- 15 trado nas Figuras 3 a 8 não seja necessário. Adicionalmente, mesmo em casos onde o separador 11 é necessário, pode não ser vantajoso combinar qualquer um dos líquidos resultantes no fluxo 33 com o fluxo de vapor 34. Nesses casos, todo o líquido seria direcionado ao fluxo 38 e, portanto, à vál- vula de expansão 16 e um ponto de alimentação inferior em coluna interme- 20 diária na desmetanizadora 17 (Figuras 3 a 6) ou um ponto de alimentação em coluna intermediária na coluna de dessorção 17 (Figuras 7 e 8). Outras aplicações podem favorecer a combinação de todo o líquido resultante no fluxo 33 com o fluxo de vapor 34. Nesses casos, não existiria nenhuma va- zão no fluxo 38 e a válvula de expansão 16 não seria necessária.
De acordo com a presente invenção, pode-se empregar o uso de
refrigeração externa para suplementar o resfriamento disponível ao gás de entrada e/ou ao gás de reciclagem proveniente de outros fluxos de processo, particularmente, no caso de um gás de entrada rico. O uso e distribuição dos líquidos do separador e dos líquidos lateralmente extraídos da desmetaniza- 30 dora para processo de troca de calor, e a disposição particular dos trocado- res de calor para o resfriamento do gás de entrada devem ser avaliados para cada aplicação particular, assim como a escolha dos fluxos de processo pa- ra os serviços específicos de troca de calor.
Reconhecer-se-á, também, que a quantidade relativa de alimen- tação encontrada em cada ramificação da alimentação dividida de vapor e da alimentação dividida de líquido dependerá de muitos fatores, incluindo a pressão do gás, composição do gás de alimentação, a quantidade de calor que pode ser economicamente extraída da alimentação, e a quantidade de cavalos-vapor disponível. Os locais relativos das alimentações em coluna intermediária e o ponto de extração do fluxo de vapor de destilação 49 po- dem variar dependendo da composição de entrada ou de outros fatores, tais como os níveis de recuperação desejados e a quantidade de líquido formado durante o resfriamento do gás de entrada. Em algumas circunstâncias, favo- rece-se a remoção do fluxo de vapor de destilação 49 abaixo do local de a- limentação do fluxo expandido 36a. Além disso, dois ou mais fluxos de ali- mentação, o porções dos mesmos, podem ser combinados dependendo das temperaturas e quantidades relativas de fluxos individuais, e o fluxo combi- nado então alimentado a uma posição de alimentação em coluna intermediá- ria. A pressão intermediária a qual o fluxo de destilação 49 ou fluxo de vapor combinado 50 que é comprimido deve ser determinada para cada aplicação, já que a mesma consiste em uma função da composição de entrada, nível de recuperação desejado, ponto de remoção do fluxo de vapor de destilação 49, e outros fatores.
Muito embora tenha sido descrito o que se imagina que sejam as modalidades preferenciais da presente invenção, os indivíduos versados na técnica reconhecerão que se podem realizar outras modificações, por exem- 25 pio, adaptar a invenção a várias condições, tipos de alimentação, ou outros requisitos sem que se divirja do espírito da presente invenção conforme de- finido pelas reivindicações a seguir.

Claims (34)

1. Processo destinado à separação de um fluxo de gás contendo metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbo- netos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e em uma fração relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos compo- nentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos ou os ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que em tal processo (a) o dito fluxo de gás é resfriado sob pressão de modo a pro- porcionar um fluxo resfriado; (b) o dito fluxo resfriado é expandido até uma pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; e (c) o dito fluxo resfriado adicional é direcionado em uma coluna de destilação e fracionado na dita pressão inferior, desse modo, os compo- nentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperados; aperfeiçoamento, sendo que após o resfriamento, o dito fluxo resfriado é di- vidido em um primeiro e em um segundo fluxo; e (1) o dito primeiro fluxo é resfriado de modo a se condensar de forma substancialmente completa e, posteriormente, é expandido até a dita pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; (2) o dito primeiro fluxo resfriado expandido é, posteriormente, fornecido à dita coluna de destilação em uma primeira posição de alimenta- ção em coluna intermediária; (3) o dito segundo fluxo é expandido até a dita pressão inferior e fornecido à dita coluna de destilação em uma segunda posição de alimenta- ção em coluna intermediária; (4) um fluxo de vapor de destilação é extraído a partir de uma região da dita coluna de destilação abaixo do dito primeiro fluxo resfriado expandido e é comprimido até uma pressão intermediária; (5) o dito fluxo de vapor de destilação comprimido é suficiente- mente resfriado para condensar pelo menos uma parte do mesmo, forman- do, assim, um fluxo condensado; (6) pelo menos uma porção do dito fluxo condensado é expandi- da até a dita pressão inferior e, posteriormente, é fornecida à dita coluna de destilação em uma terceira posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (7) um fluxo de vapor suspenso é extraído a partir de uma região superior da dita coluna de destilação e pelo menos uma porção do dito fluxo de vapor suspenso é direcionada em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecida para desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (5); (8) o dito fluxo de vapor suspenso aquecido é comprimido até uma pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás resi- dual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (9) o dito fluxo de reciclagem comprimido é suficientemente res- friado para condensar substancialmente o mesmo; (10) o dito fluxo de reciclagem comprimido substancialmente condensado é expandido até a dita pressão inferior e fornecido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação superior; e (11) as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimen- tação à dita coluna de destilação são eficazes em manter a temperatura sus- pensa da dita coluna de destilação em uma temperatura na qual se recupe- ram as porções principais dos componentes na dita fração relativamente menos volátil.
2. Processo destinado à separação de um fluxo de gás contendo metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbo- netos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração rela- tivamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componen- tes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou os ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos, sendo que em tal processo (a) 0 dito fluxo de gás é resfriado sob pressão de modo a pro- porcionar um fluxo resfriado; (b) 0 dito fluxo resfriado é expandido até uma pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; e (c) o dito fluxo resfriado adicional é direcionado em uma coluna de destilação e fracionado na dita pressão inferior, desse modo, os compo- nentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperados; aperfeiçoamento, em que o dito fluxo de gás é suficientemente resfriado de modo a condensá-lo parcialmente; e (1) o dito fluxo de gás parcialmente condensado é separado pa- ra, desse modo, proporcionar um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líqui- do; (2) o dito fluxo de vapor é, posteriormente, dividido em um pri- meiro e em um segundo fluxo; (3) o dito primeiro fluxo é resfriado de modo a se condensar de forma substancialmente completa e, posteriormente, é expandido até a dita pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; (4) o dito primeiro fluxo resfriado expandido é, posteriormente, fornecido à dita coluna de destilação em uma primeira posição de alimenta- ção em coluna intermediária; (5) o dito segundo fluxo é expandido até a dita pressão inferior e fornecido à dita coluna de destilação em uma segunda posição de alimenta- ção em coluna intermediária; (6) um fluxo de vapor de destilação é extraído a partir de uma região da dita coluna de destilação abaixo do dito primeiro fluxo resfriado expandido e é comprimido até uma pressão intermediária; (7) o dito vapor comprimido é suficientemente resfriado para condensar pelo menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (8) pelo menos uma porção do dito fluxo condensado é expandi- da até a dita pressão inferior e, posteriormente, é fornecida à dita coluna de destilação em uma terceira posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (9) pelo menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido é expandida até a dita pressão inferior e fornecida à dita coluna de destilação em uma quarta posição de alimentação em coluna intermediária; (10) um fluxo de vapor suspenso é extraído a partir de uma regi- ão superior da dita coluna de destilação e ao menos uma porção do dito flu- xo de vapor suspenso é direcionada em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecida para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (7); (11)o dito fluxo de vapor suspenso aquecido é comprimido em pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (12) o dito fluxo de reciclagem comprimido é suficientemente resfriado para condensar substancialmente o mesmo; (13) o dito fluxo de reciclagem comprimido substancialmente condensado é expandido até a dita pressão inferior e fornecido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação superior; e (14) as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimen- tação à dita coluna de destilação são eficazes em manter a temperatura sus- pensa da dita coluna de destilação em uma temperatura na qual se recupe- ram as porções principais dos componentes na dita fração relativamente menos volátil.
3. Processo destinado à separação de um fluxo de gás contendo metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbo- netos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração rela- tivamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componen- tes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que em tal processo (a) o dito fluxo de gás é resfriado sob pressão de modo a pro- porcionar um fluxo resfriado; (b) o dito fluxo resfriado é expandido até uma pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; e (c) o dito fluxo resfriado adicional é direcionado em uma coluna de destilação e fracionado na dita pressão inferior, desse modo, os compo- nentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperados; aperfeiçoamento, em que o dito fluxo de gás é suficientemente resfriado de modo a condensá-lo parcialmente; e (1) o dito fluxo de gás parcialmente condensado é separado pa- ra, desse modo, proporcionar um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líqui- do; (2) o dito fluxo de vapor é, posteriormente, dividido em um pri- meiro e em um segundo fluxo; (3) o dito primeiro fluxo é combinado com ao menos uma porção de ao menos um fluxo líquido de modo a formar um fluxo combinado, e o dito fluxo combinado é resfriado de modo a se condensar de forma substan- cialmente completa e, posteriormente, é expandido até a dita pressão inferi- or, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; (4) o dito fluxo combinado resfriado expandido é, posteriormente, fornecido à dita coluna de destilação em uma primeira posição de alimenta- ção em coluna intermediária; (5) o dito segundo fluxo é expandido até a dita pressão inferior e fornecido à dita coluna de destilação em uma segunda posição de alimenta- ção em coluna intermediária; (6) um fluxo de vapor de destilação é extraído a partir de uma região da dita coluna de destilação abaixo do dito fluxo combinado resfriado expandido e é comprimido até uma pressão intermediária; (7) o dito fluxo de vapor de destilação comprimido é suficiente- mente resfriado para condensar pelo menos uma parte do mesmo, forman- do, assim, um fluxo condensado; (8) pelo menos uma porção do dito fluxo condensado é expandi- da até a dita pressão inferior e, posteriormente, é fornecida à dita coluna de destilação em uma terceira posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito fluxo combinado resfriado expandido; (9) qualquer porção restante do dito ao menos um fluxo líquido é expandida até a dita pressão inferior e fornecida à dita coluna de destilação em uma quarta posição de alimentação em coluna intermediária; (10) um fluxo de vapor suspenso é extraído a partir de uma regi- ão superior da dita coluna de destilação e ao menos uma porção do dito flu- xo de vapor suspenso é direcionada em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecida para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (7); (11)o dito fluxo de vapor suspenso aquecido é comprimido até uma pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás resi- dual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (12) o dito fluxo de reciclagem comprimido é suficientemente resfriado para condensar substancialmente o mesmo; (13) o dito fluxo de reciclagem comprimido substancialmente condensado é expandido até a dita pressão inferior e fornecido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação superior; e (14) as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimen- tação à dita coluna de destilação são eficazes em manter a temperatura sus- pensa da dita coluna de destilação em uma temperatura na qual se recupe- ram as porções principais dos componentes na dita fração relativamente menos volátil.
4. Processo destinado à separação de um fluxo de gás contendo metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbo- netos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e em uma fração relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos compo- nentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos ou ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pe- sados, sendo que em tal processo (a) o dito fluxo de gás é resfriado sob pressão de modo a pro- porcionar um fluxo resfriado; (b) o dito fluxo resfriado é expandido até uma pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; e (c) o dito fluxo resfriado adicional é direcionado em uma coluna de destilação e fracionado na dita pressão inferior, desse modo, os compo- nentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperados; aperfeiçoamento, em que após o resfriamento, o dito fluxo resfriado é dividi- do em um primeiro e em um segundo fluxo; e (1) o dito primeiro fluxo é resfriado de modo a se condensar de forma substancialmente completa e, posteriormente, é expandido até a dita pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; (2) o dito primeiro fluxo resfriado expandido é, posteriormente, fornecido a uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária até um dispositivo de contato e separação que produz um primeiro fluxo de vapor suspenso e um fluxo de fundo líquido, imediatamente após o dito fluxo de fundo líquido ser fornecido à dita coluna de destilação; (3) um segundo fluxo de vapor suspenso é extraído a partir uma região superior da dita coluna de destilação e direcionado ao dito dispositivo de contato e separação em uma primeira posição de alimentação inferior; (4) o dito segundo fluxo é expandido até uma pressão inferior e fornecido ao dito dispositivo de contato e separação em uma segunda posi- ção de alimentação inferior; (5) um fluxo de vapor de destilação é extraído a partir de uma região do dito dispositivo de contato e separação abaixo do dito primeiro flu- xo resfriado expandido e comprimido até uma pressão intermediária; (6) o dito fluoxo de vapor de destilação comprimido é suficiente- mente resfriado para condensar pelo menos uma parte do mesmo, forman- do, assim, um fluxo condensado; (7) ao menos uma porção do dito fluxo condensado é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação em uma segunda posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (8) ao menos uma porção do dito primeiro fluxo de vapor sus- penso é direcionada em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecida para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (6); (9) o dito primeiro fluxo de vapor suspenso aquecido é compri- mido até uma pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (10) o dito fluxo de reciclagem comprimido é suficientemente resfriado para condensar substancialmente o mesmo; (11) o dito fluxo de reciclagem comprimido substancialmente condensado é expandido até a dita pressão inferior e fornecido ao dito dis- positivo de contato e separação em uma posição de alimentação superior; e (12) as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimen- tação ao dito dispositivo de contato e separação são eficazes em manterem a temperatura elevada do dito dispositivo de contato e separação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperadas.
5. Processo destinado à separação de um fluxo de gás contendo metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbo- netos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração rela- tivamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componen- tes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou os ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos, sendo que em tal processo (a) o dito fluxo de gás é resfriado sob pressão de modo a pro- porcionar um fluxo resfriado; (b) o dito fluxo resfriado é expandido até uma pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; e (c) o dito fluxo resfriado adicional é direcionado em uma coluna de destilação e fracionado na dita pressão inferior, desse modo, os compo- nentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperados; aperfeiçoamento, em que o dito fluxo de gás é suficientemente resfriado de modo a condensá-lo parcialmente; e (1) o dito fluxo de gás parcialmente condensado é separado pa- ra, desse modo, proporcionar um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líqui- do; (2) o dito fluxo de vapor é, posteriormente, dividido em um pri- meiro e em um segundo fluxo; (3) o dito primeiro fluxo é resfriado de modo a se condensar de forma substancialmente completa e, posteriormente, é expandido até a dita pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; (4) o dito primeiro fluxo resfriado expandido é, posteriormente, fornecido a uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária até um dispositivo de contato e separação que produz um primeiro fluxo de vapor suspenso e um fluxo de fundo líquido, imediatamente após o dito fluxo de fundo líquido ser fornecido à dita coluna de destilação; (5) um segundo fluxo de vapor suspenso é extraído a partir de uma região superior da dita coluna de destilação e direcionado ao dito dis- positivo de contato e separação em uma primeira posição de alimentação inferior; (6) o dito segundo fluxo é expandido até a dita pressão inferior e fornecido ao dito dispositivo de contato e separação em uma segunda posi- ção de alimentação inferior; (7) um fluxo de vapor de destilação é extraído a partir de uma região do dito dispositivo de contato e separação abaixo do dito primeiro flu- xo resfriado expandido e comprimido até uma pressão intermediária; (8) o dito fluxo de vapor de destilação comprimido é suficiente- mente resfriado para condensar pelo menos uma parte do mesmo, forman- do, assim, um fluxo condensado; (9) ao menos uma porção do dito fluxo condensado é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação em uma segunda posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (10) ao menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido é expandido até a dita pressão inferior e fornecida até a dita coluna de destila- ção em uma posição de alimentação em coluna intermediária; (11) ao menos uma porção do dito primeiro fluxo de vapor sus- penso é direcionada em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecida para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (8); (12) o dito primeiro fluxo de vapor suspenso aquecido é compri- mido até uma pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (13) o dito fluxo de reciclagem comprimido é suficientemente resfriado para condensar substancialmente o mesmo; (14) o dito fluxo de reciclagem comprimido substancialmente condensado é expandido até a dita pressão inferior e fornecido ao dito dis- positivo de contato e separação em uma posição de alimentação superior; e (15) as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimen- tação ao dito dispositivo de contato e separação são eficazes em manterem a temperatura elevada do dito dispositivo de contato e separação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperadas.
6. Processo destinado à separação de um fluxo de gás contendo metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbo- netos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração rela- tivamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componen- tes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que em tal processo (a) o dito fluxo de gás é resfriado sob pressão de modo a pro- porcionar um fluxo resfriado; (b) o dito fluxo resfriado é expandido até uma pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; e (c) o dito fluxo resfriado adicional é direcionado em uma coluna de destilação e fracionado na dita pressão inferior, desse modo, os compo- nentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperados; aperfeiçoamento, em que 0 dito fluxo de gás é suficientemente resfriado de modo a condensá-lo parcialmente; e (1)o dito fluxo de gás parcialmente condensado é separado pa- ra, desse modo, proporcionar um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líqui- do; (2) o dito fluxo de vapor é, posteriormente, dividido em um pri- meiro e em um segundo fluxo; (3) o dito primeiro fluxo é combinado com ao menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido de modo a formar um fluxo combinado, e o dito fluxo combinado é resfriado de modo a se condensar de forma subs- tancialmente completa e, posteriormente, é expandido até a dita pressão inferior, desse modo, o mesmo é adicionalmente resfriado; (4) o dito fluxo combinado resfriado expandido é, posteriormente, fornecido a uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária a um dispositivo de contato e separação que produz um primeiro fluxo de va- por suspenso e um fluxo de fundo líquido, imediatamente após o dito fluxo de fundo líquido ser fornecido à dita coluna de destilação; (5) um segundo fluxo de vapor suspenso é extraído a partir de uma região superior da dita coluna de destilação e direcionado ao dito dis- positivo de contato e separação em uma primeira posição de alimentação inferior; (6) o dito segundo fluxo é expandido até a dita pressão inferior e fornecido ao dito dispositivo de contato e separação em uma segunda posi- ção de alimentação inferior; (7) um fluxo de vapor de destilação é extraído a partir de uma região do dito dispositivo de contato e separação abaixo do dito fluxo combi- nado resfriado expandido e comprimido até uma pressão intermediária; (8) o dito fluxo de vapor de destilação comprimido é suficiente- mente resfriado para condensar pelo menos uma parte do mesmo, forman- do, assim, um fluxo condensado; (9) ao menos uma porção do dito fluxo condensado é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação em uma segunda posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito fluxo combinado resfriado expandido; (10) qualquer porção restante do dito ao menos um fluxo líquido é expandida até a dita pressão inferior e fornecida à dita coluna de destila- ção em uma posição de alimentação em coluna intermediária; (11) ao menos uma porção do dito primeiro fluxo de vapor sus- penso é direcionada em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecida para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento na etapa (8); (12) o dito primeiro fluxo de vapor suspenso aquecido é compri- mido até uma pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (13) o dito fluxo de reciclagem comprimido é suficientemente resfriado para condensar substancialmente o mesmo; (14) o dito fluxo de reciclagem comprimido substancialmente condensado é expandido até a dita pressão inferior e fornecido ao dito dis- positivo de contato e separação em uma posição de alimentação superior; e (15) as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimen- tação ao dito dispositivo de contato e separação são eficazes em manterem a temperatura elevada do dito dispositivo de contato e separação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperadas.
7. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 1, 2, ou 3, em que (1)o dito fluxo de vapor suspenso é dividido em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) o dito primeiro fluxo de vapor é combinado com o dito fluxo de vapor de destilação de modo a formar um fluxo de vapor combinado, i- mediatamente após o dito fluxo de vapor combinado ser comprimido até a dita pressão intermediária; (3) o dito fluxo de vapor combinado comprimido é suficientemen- te resfriado para condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, as- sim, o dito fluxo condensado; (4) o dito segundo fluxo de vapor é direcionado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo combinado comprimido e aquecido para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (3); e (5) o dito segundo fluxo de vapor aquecido é comprimido até a dita pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
8. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 4, 5, ou 6, em que (1)o dito primeiro fluxo de vapor suspenso é dividido em ao me- nos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) o dito primeiro fluxo de vapor é combinado com o dito fluxo de vapor de destilação de modo a formar um fluxo de vapor combinado, i- mediatamente após o dito fluxo de vapor combinado ser comprimido até a dita pressão intermediária; (3) o dito fluxo de vapor combinado comprimido é suficientemen- te resfriado de modo a condensar ao menos uma parte do mesmo, forman- do, assim, o dito fluxo condensado; (4) o dito segundo fluxo de vapor é direcionado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo combinado comprimido e aquecido para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfriamento da etapa (3); e (5) o dito segundo fluxo de vapor aquecido é comprimido até a dita pressão superior e, posteriormente, dividido na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
9. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 1, 2, ou 3, em que (1) o dito fluxo condensado é divido em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) a dita primeira porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida à dita coluna de destilação na dita terceira posi- ção de alimentação em coluna intermediária; e (3) a dita segunda porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição da dita primeira por- ção expandida.
10. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 7, em que (1) o dito fluxo condensado é divido em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) a dita primeira porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida à dita coluna de destilação na dita terceira posi- ção de alimentação em coluna intermediária; e (3) a dita segunda porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição da dita primeira por- ção expandida.
11. Aperfeiçoamento, como definida na reivindicação 4, 5, ou 6, em que (1) o dito fluxo condensado é divido em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) a dita primeira porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação na dita segunda posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) a dita segunda porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo daquela da dita primeira porção expandida.
12. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 8, em que (1) o dito fluxo condensado é divido em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) a dita primeira porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação na dita segunda posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) a dita segunda porção é expandida até a dita pressão inferior e, posteriormente, fornecida ao dito dispositivo de contato e separação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição da dita primeira porção expandida.
13. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 1, 2, ou 3, em que a dita ao menos uma porção do dito fluxo condensado expandido é combinada com o dito fluxo de reciclagem expandido comprimido substanci- almente condensado de modo a formar um fluxo condensado combinado, imediatamente após o dito fluxo condensado combinado ser fornecido à dita coluna de destilação na dita posição de alimentação superior.
14. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 4, 5, ou 6, em que a dita ao menos uma porção do dito fluxo condensado expandido é combinada com o dito fluxo de reciclagem expandido comprimido substanci- almente condensado de modo a formar um fluxo condensado combinado, imediatamente após o dito fluxo condensado combinado ser fornecido ao dito dispositivo de contato e separação na dita posição de alimentação supe- rior.
15. Aparelho destinado à separação de um fluxo de gás conten- do metano, os componentes C2, componentes C3, e componentes de hidro- carbonetos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fra- ção relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que no aparelho existe (a) um primeiro meio de resfriamento que serve para resfriar o dito gás sob pressão conectado de modo a proporcionar um fluxo resfriado sob pressão; (b) um primeiro meio expansão conectado de modo a receber uma porção do dito fluxo resfriado e expandi-la até uma pressão inferior, desse modo, o dito fluxo é adicionalmente resfriado; e (c) uma coluna de destilação conectada de modo a receber o dito fluxo resfriado adicional, sendo que a dita coluna de destilação é adap- tada para separar o dito fluxo resfriado adicional em um fluxo de vapor sus- penso e na dita fração relativamente menos volátil; aperfeiçoamento, em que 0 dito aparelho inclui (1) 0 primeiro meio de divisão conectado ao dito primeiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo resfriado e dividi-lo em um primeiro e em um segundo fluxo; (2) 0 segundo meio de resfriamento conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito primeiro fluxo e resfriá-lo suficien- temente para condensá-lo; (3) o dito primeiro meio de expansão é conectado ao dito segun- do meio de resfriamento de modo a receber o dito primeiro fluxo substanci- almente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito primeiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito primeiro fluxo resfriado expandido à dita coluna de destilação em uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária; (4) o segundo meio de expansão conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito segundo meio de expansão é adicio- nalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito segundo fluxo expandido até a dita coluna de destilação em uma segunda posição de alimentação em coluna intermediária; (5) um meio de extração de vapor conectado à dita coluna de destilação de modo a receber um fluxo de vapor de destilação a partir de uma região da dita coluna de destilação abaixo do dito primeiro fluxo resfria- do expandido; (6) um primeiro meio de compressão conectado ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação e comprimi-lo até uma pressão intermediária; (7) um meio de troca de calor conectado ao dito primeiro meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação com- primido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (8) um terceiro meio de expansão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo con- densado e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita ao menos uma porção do dito fluxo condensado expandido à dita coluna de destilação em uma terceira posição de alimenta- ção em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (9) a dita coluna de destilação é adicionalmente conectada ao dito meio de troca de calor de modo a direcionar ao menos uma porção do dito fluxo de vapor suspenso separado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecer o dito fluxo de vapor suspenso para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfri- amento da etapa (7); (10) um segundo meio de compressão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso aqueci- do e comprimi-lo até uma pressão superior; (11) um segundo meio de divisão conectado ao dito segundo meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso a- quecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (12) um terceiro meio de resfriamento conectado ao dito segun- do meio de divisão de modo a receber o dito fluxo de reciclagem comprimido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar o mesmo; (13) um quarto meio de expansão conectado ao dito terceiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo de reciclagem compri- mido substancialmente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o quarto meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito fluxo de reciclagem conden- sado expandido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação superior; e (14) um meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimentação à dita coluna de destilação de modo a manter a temperatura suspensa da dita coluna de destilação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperadas.
16. Aparelho destinado à separação de um fluxo de gás conten- do metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocar- bonetos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos compo- nentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos ou ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pe- sados, sendo que no dito aparelho existe (a) um primeiro meio de resfriamento que serve para resfriar o dito gás sob pressão conectado de modo a proporcionar um fluxo resfriado sob pressão; (b) um primeiro meio de expansão conectado de modo a receber uma porção do dito fluxo resfriado e expandi-la até uma pressão inferior, desse modo, 0 dito fluxo é adicionalmente resfriado; e (c) uma coluna de destilação conectada de modo a receber o dito fluxo resfriado adicional, sendo que a dita coluna de destilação é adap- tada para separar o dito fluxo resfriado adicional em um fluxo de vapor sus- penso e na dita fração relativamente menos volátil; aperfeiçoamento, em que o dito aparelho inclui (1) o dito primeiro meio de resfriamento que é adaptado para resfriar o dito gás de alimentação sob pressão suficientemente para conden- sá-lo parcialmente; (2) um meio de separação conectado ao dito primeiro meio de resfriamento de modo a receber a dita alimentação parcialmente condensa- da e separá-la em um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líquido; (3) um primeiro meio de divisão conectado ao dito meio de sepa- ração de modo a receber o dito fluxo de vapor e dividi-lo em um primeiro e em um segundo fluxo; (4) um segundo meio de resfriamento conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito primeiro fluxo e resfriá-lo suficien- temente para condensar substancialmente o mesmo; (5) o dito primeiro meio de expansão conectado ao dito segundo meio de resfriamento de modo a receber o dito primeiro fluxo substancial- mente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito primeiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito primeiro fluxo resfriado expandido à dita coluna de destilação em uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária; (6) o segundo meio de expansão conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito segundo meio de expansão é adicio- nalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito segundo fluxo expandido à dita coluna de destilação em uma segunda posi- ção de alimentação em coluna intermediária; (7) um meio de extração de vapor conectado à dita coluna de destilação de modo a receber um fluxo de vapor de destilação a partir de uma região da dita coluna de destilação abaixo do dito primeiro fluxo resfria- do expandido; (8) um primeiro meio de compressão conectado ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação e comprimi-lo até uma pressão intermediária; (9) um meio de troca de calor conectado ao dito primeiro meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação com- primido e resfriá-lo suficientemente para condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (10) um terceiro meio de expansão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo con- densado e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita ao menos uma porção do dito fluxo condensado expandido à dita coluna de destilação em uma terceira posição de alimenta- ção em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (11) um quarto meio de expansão conectado ao dito meio de separação de modo a receber ao menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de mo- do a fornecer o dito fluxo líquido expandido à dita coluna de destilação em uma quarta posição de alimentação em coluna intermediária; (12) a dita coluna de destilação é adicionalmente conectada ao dito meio de troca de calor de modo a direcionar ao menos uma porção do dito fluxo de vapor suspenso separado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecer o dito fluxo de vapor suspenso para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfri- amento da etapa (9); (13) um segundo meio de compressão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso aqueci- do e comprimi-lo até uma pressão superior; (14) um segundo meio de divisão conectado ao dito segundo meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso a- quecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (15) um terceiro meio de resfriamento conectado ao dito segun- do meio de divisão de modo a receber o dito fluxo de reciclagem comprimido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar o mesmo; (16) um quinto meio de expansão conectado ao dito terceiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo de reciclagem compri- mido substancialmente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o quinto meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito fluxo de reciclagem conden- sado expandido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação superior; e (17) um meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimentação à dita coluna de destilação de modo a manter a temperatura suspensa da dita coluna de destilação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperadas.
17. Aparelho destinado à separação de um fluxo de gás conten- do metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocar- bonetos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e uma fração relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos compo- nentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesa- dos ou ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pe- sados, sendo que no dito aparelho existe (a) um primeiro meio de resfriamento que serve para resfriar o dito gás sob pressão conectado de modo a proporcionar um fluxo resfriado sob pressão; (b) um primeiro meio expansão conectado de modo a receber uma porção do dito fluxo resfriado e expandi-la até uma pressão inferior, desse modo, o dito fluxo é adicionalmente resfriado; e (c) uma coluna de destilação conectada de modo a receber o dito fluxo resfriado adicional, sendo que a dita coluna de destilação é adap- tado para separar o dito fluxo resfriado adicional em um fluxo de vapor sus- penso e na dita fração relativamente menos volátil; aperfeiçoamento, em que o dito aparelho inclui (1) o dito primeiro meio de resfriamento adaptado para resfriar o dito gás de alimentação sob pressão suficiente para condensar parcialmente o mesmo; (2) um meio de separação conectado ao dito primeiro meio de resfriamento de modo a receber a dita alimentação parcialmente condensa- da e separá-la em um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líquido; (3) um primeiro meio de divisão conectado ao dito meio de sepa- ração de modo a receber o dito fluxo de vapor e dividi-lo em um primeiro e em um segundo fluxo; (4) um meio de combinação conectado ao dito primeiro meio de divisão e ao dito meio de separação de modo a receber o dito primeiro fluxo e ao menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido e formar um fluxo combinado; (5) um segundo meio de resfriamento conectado ao dito meio de combinação de modo a receber o dito fluxo combinado e resfriá-lo suficien- temente para condensar substancialmente o mesmo; (6) o dito primeiro meio de expansão conectado ao dito segundo meio de resfriamento de modo a receber o fluxo combinado substancialmen- te condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito pri- meiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de desti- lação de modo a fornecer o dito fluxo combinado resfriado expandido à dita coluna de destilação em uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária; (7) um segundo meio de expansão conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito segundo meio de expansão é adicio- nalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito segundo fluxo expandido à dita coluna de destilação em uma segunda posi- ção de alimentação em coluna intermediária; (8) um meio de extração de vapor conectado à dita coluna de destilação de modo a receber um fluxo de vapor de destilação a partir de uma região da dita coluna de destilação abaixo do dito fluxo combinado res- friado expandido; (9) um primeiro meio de compressão conectado ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação e comprimi-lo até uma pressão intermediária; (10) um meio de troca de calor conectado ao dito primeiro meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação com- primido e resfriá-lo suficientemente para condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (11) um terceiro meio de expansão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo con- densado e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita ao menos uma porção do dito fluxo condensado expandido à dita coluna de destilação em uma terceira posição de alimenta- ção em coluna intermediária situada acima do dito fluxo combinado resfriado expandido; (12) em quarto meio de expansão conectado ao dito meio de separação de modo a receber qualquer porção restante do dito ao menos um fluxo líquido e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito fluxo líquido expandido à dita coluna de destilação em uma quarta posição de alimentação em coluna intermediária; (13) a dita coluna de destilação é adicionalmente conectada ao dito meio de troca de calor de modo a direcionar ao menos uma porção do dito fluxo de vapor suspenso separado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecer o dito fluxo de vapor suspenso para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do resfri- amento da etapa (10); (14) um segundo meio de compressão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso aqueci- do e comprimi-lo até uma pressão superior; (15) um segundo meio de divisão conectado ao dito segundo meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso a- quecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (16) um terceiro meio de resfriamento conectado ao dito segun- do meio de divisão de modo a receber o dito fluxo de reciclagem comprimido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar o mesmo; (17) um quinto meio de expansão conectado ao dito terceiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo de reciclagem compri- mido substancialmente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o quinto meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito fluxo de reciclagem conden- sado expandido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação superior; e (18) um meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimentação à dita coluna de destilação de modo a manter a temperatura suspensa da dita coluna de destilação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recuperadas.
18. Aparelho destinado à separação de um fluxo de gás conten- do metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocar- bonetos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e em uma fra- ção relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou os ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que no dito aparelho existe (a) um primeiro meio de resfriamento que serve para resfriar o dito gás sob pressão conectado de modo a proporcionar um fluxo resfriado sob pressão; (b) um primeiro meio expansão conectado de modo a receber uma porção do dito fluxo resfriado e expandi-la até uma pressão inferior, desse modo, o dito fluxo é adicionalmente resfriado; e (c) uma coluna de destilação conectada de modo a receber o dito fluxo resfriado adicional, sendo que dita coluna de destilação é adaptada para separar o dito fluxo resfriado adicional em um primeiro fluxo de vapor suspenso e em uma fração relativamente menos volátil; aperfeiçoamento, em que o dito aparelho inclui (1) um primeiro meio de divisão conectado ao dito primeiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo resfriado e dividi-lo em um primeiro e em um segundo fluxo; (2) um segundo meio de resfriamento conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito primeiro fluxo e resfriá-lo suficien- temente para condensar substancialmente o mesmo; (3) o dito primeiro meio de expansão é conectado ao dito segun- do meio de resfriamento de modo a receber o dito primeiro fluxo substanci- almente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito primeiro meio de expansão é adicionalmente conectado a um meio de contato e separação de modo a fornecer o dito primeiro fluxo resfriado ex- pandido ao dito meio de contato e separação em uma primeira posição de alimentação em coluna intermediária, sendo que o dito meio de contato e separação é adaptado para produzir um segundo fluxo de vapor suspenso e um fluxo de fundo líquido; (4) uma dita coluna de destilação é conectada ao dito meio de contato e separação de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo de fundo líquido, sendo que a dita coluna de destilação é adicionalmente conectada ao dito meio de contato e separação de modo a direcionar o dito primeiro fluxo de vapor suspenso separado ao dito meio de contato e sepa- ração em uma primeira posição de alimentação inferior; (5) um segundo meio de expansão conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito segundo meio de expansão é adicio- nalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a forne- cer o dito segundo fluxo expandido ao dito meio de contato e separação em uma segunda posição de alimentação inferior; (6) um meio de extração de vapor conectado ao dito meio de contato e separação de modo a receber um fluxo de vapor de destilação a partir de uma região do dito meio de contato e separação abaixo do dito pri- meiro fluxo resfriado expandido; (7) um primeiro meio de compressão conectado ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação e comprimi-lo até uma pressão intermediária; (8) um meio de troca de calor conectado ao dito primeiro meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação com- primido e resfriá-lo suficientemente para condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (9) um terceiro meio de expansão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo con- densado e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separa- ção de modo a fornecer a dita ao menos uma porção do dito fluxo conden- sado expandido ao dito meio de contato e separação em uma segunda posi- ção de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (10) o dito meio de contato e separação é adicionalmente conec- tado ao dito meio de troca de calor de modo a direcionar ao menos uma por- ção do dito segundo fluxo de vapor suspenso separado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecer o dito segundo fluxo de vapor suspenso para, desse modo, fornecer ao me- nos uma porção do resfriamento da etapa (8); (11) um segundo meio de compressão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos o dito segundo fluxo de vapor suspenso aquecido e comprimi-lo até uma pressão superior; (12) um segundo meio de divisão conectado ao dito segundo meio de compressão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor sus- penso aquecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (13) um terceiro meio de resfriamento conectado ao dito segun- do meio de divisão de modo a receber o dito fluxo de reciclagem comprimido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar o mesmo; (14) um quarto meio de expansão conectado ao dito terceiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo de reciclagem compri- mido substancialmente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o quarto meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer o dito fluxo de reciclagem condensado expandido ao dito meio de contato e separação em uma posi- ção de alimentação superior; e (15) um meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimentação ao dito meio de contato e separação de modo a manter a temperatura suspensa do dito meio de con- tato e separação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recupera- das.
19. Aparelho destinado à separação de um fluxo de gás conten- do metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocar- bonetos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e em uma fra- ção relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou os ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que no dito aparelho existe (a) um primeiro meio de resfriamento que serve para resfriar o dito gás sob pressão conectado de modo a proporcionar um fluxo resfriado sob pressão; (b) um primeiro meio expansão conectado de modo a receber uma porção do dito fluxo resfriado e expandi-la até uma pressão inferior, desse modo, o dito fluxo é adicionalmente resfriado; e (c) uma coluna de destilação conectada de modo a receber o dito fluxo resfriado adicional, sendo que dita coluna de destilação é adaptada para separar o dito fluxo resfriado adicional em um primeiro fluxo de vapor suspenso e em uma fração relativamente menos volátil; aperfeiçoamento, em que o dito aparelho inclui (1) o dito primeiro meio de resfriamento adaptado para resfriar o dito gás de alimentação sob pressão suficiente para condensar parcialmente o mesmo; (2) um meio de separação conectado ao dito primeiro meio de resfriamento de modo a receber a dita alimentação parcialmente condensa- do e separá-la em um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líquido; (3) um primeiro meio de divisão conectado ao dito meio de sepa- ração de modo a receber o dito fluxo de vapor e dividi-lo em um primeiro e em um segundo fluxo; (4) um segundo meio de resfriamento conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber 0 dito primeiro fluxo e resfriá-lo suficien- temente para condensar substancialmente o mesmo; (5) o dito primeiro meio de expansão conectado ao dito segundo meio de resfriamento de modo a receber o dito primeiro fluxo substancial- mente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito primeiro meio de expansão é adicionalmente conectado a um meio de conta- to e separação de modo a fornecer o dito primeiro fluxo resfriado expandido ao dito meio de contato e separação em uma primeira posição de alimenta- ção em coluna intermediária, sendo que o dito meio de contato e separação é adaptado para produzir um segundo fluxo de vapor suspenso e um fluxo de fundo líquido; (6) a dita coluna de destilação é conectada ao dito meio de con- tato e separação de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo de fundo líquido, sendo que a dita coluna de destilação é adicionalmente conec- tada ao dito meio de contato e separação de modo a direcionar o dito primei- ro fluxo de vapor suspenso separado ao dito meio de contato e separação em uma primeira posição de alimentação inferior; (7) um segundo meio de expansão conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito segundo meio de expansão é adicio- nalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a forne- cer o dito segundo fluxo expandido ao dito meio de contato e separação em uma segunda posição de alimentação inferior; (8) um meio de extração de vapor conectado ao dito meio de contato e separação de modo a receber um fluxo de vapor de destilação a partir de uma região do dito meio de contato e separação abaixo do dito pri- meiro fluxo resfriado expandido; (9) um primeiro meio de compressão conectado ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação e comprimi-lo até uma pressão intermediária; (10) um meio de troca de calor conectado ao dito primeiro meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação com- primido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (11) um terceiro meio de expansão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo con- densado e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita ao menos uma porção do dito fluxo condensado expandido ao dito meio de contato e separação em uma segun- da posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito primeiro fluxo resfriado expandido; (12) um quarto meio de expansão é conectado ao dito meio de separação de modo a receber ao menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de mo- do a fornecer o dito fluxo líquido expandido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação em coluna intermediária; (13) o dito meio de contato e separação é adicionalmente conec- tado ao dito meio de troca de calor de modo a direcionar ao menos uma por- ção do dito segundo fluxo de vapor suspenso separado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecer o dito segundo fluxo de vapor suspenso para, desse modo, fornecer ao me- nos uma porção do resfriamento da etapa (10); (14) um segundo meio de compressão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor suspenso aquecido e comprimi-lo até uma pressão superior; (15) um segundo meio de divisão é conectado ao dito segundo meio de compressão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor sus- penso aquecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (16) um terceiro meio de resfriamento conectado ao dito segun- do meio de divisão de modo a receber o dito fluxo de reciclagem comprimido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar o mesmo; (17) um quinto meio de expansão conectado ao dito terceiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo de reciclagem compri- mido substancialmente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito quinto meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer o dito fluxo de recicla- gem condensado expandido ao dito meio de contato e separação em uma posição de alimentação superior; e (18) um meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimentação ao dito meio de contato e separação de modo a manter a temperatura suspensa do dito meio de con- tato e separação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recupera- das.
20. Aparelho destinado à separação de um fluxo de gás conten- do metano, componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocar- bonetos mais pesados em uma fração de gás residual volátil e em uma fra- ção relativamente menos volátil contendo uma porção principal dos ditos componentes C2, componentes C3, e componentes de hidrocarbonetos mais pesados ou os ditos componentes C3 e componentes de hidrocarbonetos mais pesados, sendo que no dito aparelho existe (a) um primeiro meio de resfriamento que serve para resfriar o dito gás sob pressão conectado de modo a proporcionar um fluxo resfriado sob pressão; (b) um primeiro meio expansão conectado de modo a receber uma porção do dito fluxo resfriado e expandi-la até uma pressão inferior, desse modo, o dito fluxo é adicionalmente resfriado; e (c) uma coluna de destilação conectada de modo a receber o dito fluxo resfriado adicional, sendo que dita coluna de destilação é adaptada para separar o dito fluxo resfriado adicional em um primeiro fluxo de vapor suspenso e em uma fração relativamente menos volátil; aperfeiçoamento, em que o dito aparelho inclui (1) o dito primeiro meio de resfriamento adaptado para resfriar o dito gás de alimentação sob pressão suficiente para condensar parcialmente o mesmo; (2) um meio de separação conectado ao dito primeiro meio de resfriamento de modo a receber a dita alimentação parcialmente condensa- do e separá-la em um fluxo de vapor e ao menos um fluxo líquido; (3) um primeiro meio de divisão conectado ao dito meio de sepa- ração de modo a receber o dito fluxo de vapor e dividi-lo em um primeiro e em um segundo fluxo; (4) um meio de combinação conectado ao dito primeiro meio de divisão e ao dito meio de separação de modo a receber o dito primeiro fluxo e ao menos uma porção do dito ao menos um fluxo líquido e formar um fluxo combinado; (5) um segundo meio de resfriamento conectado ao dito meio de combinação de modo a receber o dito fluxo combinado e resfriá-lo suficien- temente para condensar substancialmente condensar o mesmo; (6) o dito primeiro meio de expansão conectado ao dito segundo meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo combinado substanci- almente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o primeiro meio de expansão é adicionalmente conectado a um meio de conta- to e separação de modo a fornecer o dito fluxo combinado resfriado expan- dido ao dito meio de contato e separação em uma primeira posição de ali- mentação em coluna intermediária, sendo que o meio de contato e separa- ção é adaptado para produzir um segundo fluxo de vapor suspenso e um fluxo de fundo líquido; (7) uma dita coluna de destilação é conectada ao dito meio de contato e separação de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo de fundo líquido, sendo que a dita coluna de destilação é adicionalmente conectada ao dito meio de contato e separação de modo a direcionar o dito primeiro fluxo de vapor suspenso separado ao dito meio de contato e sepa- ração em uma primeira posição de alimentação inferior; (8) um segundo meio de expansão conectado ao dito primeiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito segundo meio de expansão é adicio- nalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a forne- cer o dito segundo fluxo expandido ao dito meio de contato e separação em uma segunda posição de alimentação inferior; (9) um meio de extração de vapor conectado ao dito meio de contato e separação de modo a receber um fluxo de vapor de destilação a partir de uma região do dito meio de contato e separação abaixo do dito flu- xo combinado resfriado expandido; (10) um primeiro meio de compressão conectado ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação e comprimi-lo até uma pressão intermediária; (11) um meio de troca de calor conectado ao dito primeiro meio de compressão de modo a receber o dito fluxo de vapor de destilação com- primido e resfriá-lo suficientemente para condensar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, um fluxo condensado; (12) um terceiro meio de expansão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber ao menos uma porção do dito fluxo con- densado e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separa- ção de modo a fornecer ao menos uma porção do dito fluxo condensado ex- pandido ao dito meio de contato e separação em uma segunda posição de alimentação em coluna intermediária situada acima do dito fluxo combinado resfriado expandido; (13) um quarto meio de expansão conectado ao dito meio de separação de modo a receber qualquer porção restante do dito ao menos um fluxo líquido e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer o dito fluxo líquido expandido à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação em coluna intermediária; (14) o dito meio de contato e separação é adicionalmente conec- tado ao dito meio de troca de calor de modo a direcionar ao menos uma por- ção do dito segundo fluxo de vapor suspenso separado em uma relação de troca de calor com o dito fluxo de vapor de destilação comprimido e aquecer o dito segundo fluxo de vapor suspenso para, desse modo, fornecer ao me- nos uma porção do resfriamento da etapa (11); (15) um segundo meio de compressão conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor suspenso aquecido e comprimi-lo até uma pressão superior; (16) um segundo meio de divisão conectado ao dito segundo meio de compressão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor sus- penso aquecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e em um fluxo de reciclagem comprimido; (17) um terceiro meio de resfriamento conectado ao dito segun- do meio de divisão de modo a receber o dito fluxo de reciclagem comprimido e resfriá-lo suficientemente de modo a condensar o mesmo; (18) um quinto meio de expansão conectado ao dito terceiro meio de resfriamento de modo a receber o dito fluxo de reciclagem compri- mido substancialmente condensado e expandi-lo até a dita pressão inferior, sendo que o dito meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer o dito fluxo de reciclagem condensado expandido ao dito meio de contato e separação em uma posi- ção de alimentação superior; e (19) um meio de controle adaptado para regular as quantidades e temperaturas dos ditos fluxos de alimentação ao dito meio de contato e separação de modo a manter a temperatura suspensa do dito meio de con- tato e separação em uma temperatura, desse modo, as porções principais dos componentes da dita fração relativamente menos volátil são recupera- das.
21. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 15 em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado à dita coluna de destilação de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso e dividi-lo em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) um meio de combinação é conectado ao dito terceiro meio de divisão e ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito primei- ro fluxo de vapor e o dito fluxo de vapor de destilação e formar um fluxo de vapor combinado; (3) o dito meio de compressão é adaptado de modo que seja conectado ao dito meio de combinação de modo a receber o dito fluxo de vapor combinado e comprimi-lo até a dita pressão intermediária; (4) o dito meio de troca de calor é adaptado para receber o dito fluxo de vapor combinado comprimido e resfriá-lo suficientemente para con- densar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, o dito fluxo con- densado; (5) o dito meio de troca de calor é adicionalmente adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor e direcioná-lo em uma relação de troca de ca- lor com o dito fluxo de vapor combinado comprimido e aquecer o dito segun- do fluxo de vapor para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do res- friamento da etapa (4); (6) o dito segundo meio de compressão é adaptado de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e comprimi-lo até a dita pressão superior; e (7) o dito segundo meio de divisão é adaptado para receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e dividi-lo na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
22. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 16, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado à dita coluna de destilação de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso e dividi-lo em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) um meio de combinação é conectado ao dito terceiro meio de divisão e ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito primei- ro fluxo de vapor e o dito fluxo de vapor de destilação e formar um fluxo de vapor combinado; (3) o dito primeiro meio de compressão é adaptado de modo que seja conectado ao dito meio de combinação de modo a receber o dito fluxo de vapor combinado e comprimi-lo até a dita pressão intermediária; (4) o dito meio de troca de calor é adaptado para receber o dito fluxo de vapor combinado comprimido e resfriá-lo suficientemente para con- densar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, o dito fluxo con- densado; (5) o dito meio de troca de calor é adicionalmente adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor e direcioná-lo em uma relação de troca de ca- lor com o dito fluxo de vapor combinado comprimido e aquecer o dito segun- do fluxo de vapor para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do res- friamento da etapa (4); (6) o dito segundo meio de compressão é adaptado de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e comprimi-lo até a dita pressão superior; e (7) o dito segundo meio de divisão é adaptado para receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido comprimido e dividi-lo na dita fração de gás residual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
23. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 17, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado à dita coluna de destilação de modo a receber o dito fluxo de vapor suspenso e dividi-lo em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) um segundo meio de combinação é conectado ao dito tercei- ro meio de divisão e ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito primeiro fluxo de vapor e o dito fluxo de vapor de destilação e formar um fluxo de vapor combinado; (3) o dito primeiro meio de compressão é adaptado de modo que seja conectado ao dito segundo meio de combinação de modo a receber o dito fluxo de vapor combinado e comprimi-lo até a dita pressão intermediária; (4) o dito meio de troca de calor é adaptado para receber o dito fluxo de vapor combinado comprimido e resfriá-lo suficientemente para con- densar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, o dito fluxo con- densado; (5) o dito meio de troca de calor é adicionalmente adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor e direcioná-lo em uma relação de troca de ca- Ior com o dito fluxo de vapor combinado comprimido e aquecer o dito segun- do fluxo de vapor para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do res- friamento da etapa (4); (6) o dito segundo meio de compressão é adaptado de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e comprimi-lo até a dita pressão superior; e (7) o dito segundo meio de divisão é adaptado para receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e dividi-lo na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
24. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 18, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de con- tato e separação de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor suspenso e dividi-lo em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) um meio de combinação é conectado ao dito terceiro meio de divisão e ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito primei- ro fluxo de vapor e o dito fluxo de vapor de destilação, e formar um fluxo de vapor combinado; (3) o dito primeiro meio de compressão é adaptado de modo que seja conectado ao dito meio de combinação de modo a receber o dito fluxo de vapor combinado e comprimi-lo até a dita pressão intermediária; (4) o dito meio de troca de calor é adaptado para receber o dito fluxo de vapor combinado comprimido e resfriá-lo suficientemente para con- densar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, o dito fluxo con- densado; (5) o dito meio de troca de calor é adicionalmente adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor e direcioná-lo em uma relação de troca de ca- lor com o dito fluxo de vapor combinado comprimido e aquecer o dito segun- do fluxo de vapor para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do res- friamento da etapa (4); (6) o dito segundo meio de compressão é adaptado de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e comprimi-lo até a dita pressão superior; e (7) o dito segundo meio de divisão é adaptado para receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e dividi-lo na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
25. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 19, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de con- tato e separação de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor suspenso e dividi-lo em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) um meio de combinação é conectado ao dito terceiro meio de divisão e ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito primei- ro fluxo de vapor e o dito fluxo de vapor de destilação e formar um fluxo de vapor combinado; (3) o dito primeiro meio de compressão é adaptado de modo que seja conectado ao dito meio de combinação de modo a receber o dito fluxo de vapor combinado e comprimi-lo até a dita pressão intermediária; (4) o dito meio de troca de calor é adaptado para receber o dito fluxo de vapor combinado comprimido e resfriá-lo suficientemente para con- densar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, o dito fluxo con- densado; (5) o dito meio de troca de calor é adicionalmente adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor e direcioná-lo em uma relação de troca de ca- lor com o dito fluxo de vapor combinado comprimido e aquecer o dito segun- do fluxo de vapor para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do res- friamento da etapa (4); (6) o dito segundo meio de compressão é adaptado de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e comprimi-lo até a dita pressão superior; e (7) o dito segundo meio de divisão é adaptado para receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e dividi-lo na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
26. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 20, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de con- tato e separação de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor suspenso e dividi-lo em ao menos um primeiro fluxo de vapor e em um segundo fluxo de vapor; (2) um segundo meio de combinação é conectado ao dito tercei- ro meio de divisão e ao dito meio de extração de vapor de modo a receber o dito primeiro fluxo de vapor e o dito fluxo de vapor de destilação e formar um fluxo de vapor combinado; (3) o dito primeiro meio de compressão é adaptado de modo que seja conectado ao dito segundo meio de combinação de modo a receber o dito fluxo de vapor combinado e comprimi-lo até a dita pressão intermediária; (4) o dito meio de troca de calor é adaptado para receber o dito fluxo de vapor combinado comprimido e resfriá-lo suficientemente para con- densar ao menos uma parte do mesmo, formando, assim, o dito fluxo con- densado; (5) o dito meio de troca de calor é adicionalmente adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor e direcioná-lo em uma relação de troca de ca- lor com o dito fluxo de vapor combinado comprimido e aquecer o dito segun- do fluxo de vapor para, desse modo, fornecer ao menos uma porção do res- friamento da etapa (4); (6) o dito segundo meio de compressão é adaptado de modo a receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e comprimi-lo até a dita pressão superior; e (7) o dito segundo meio de divisão é adaptado para receber o dito segundo fluxo de vapor aquecido e dividi-lo na dita fração de gás resi- dual volátil e no dito fluxo de reciclagem comprimido.
27. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 15, em que (1) a terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita primeira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito ter- ceiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de desti- lação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida à dita coluna de destilação na dita terceira posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um dito quinto meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito quinto meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de desti- lação de modo a fornecer a dita segunda porção expandida à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição de alimentação da dita primeira porção expandida.
28. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 16 ou 17, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de tro- ca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao me- nos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita primeira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito ter- ceiro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de desti- lação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida à dita coluna de destilação na dita terceira posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um sexto meio de expansão é conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito sexto meio de expansão é adicional- mente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita se- gunda porção expandida à dita coluna de destilação em uma posição de ali- mentação em coluna intermediária abaixo da posição de alimentação da dita primeira porção expandida.
29. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 21, em que (1) um quarto meio de divisão é conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita primeira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito terceiro meio de expansão é adicio- nalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida à dita coluna de destilação na dita terceira posi- ção de alimentação em coluna intermediária; e (3) um quinto meio de expansão é conectado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito quinto meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita segunda porção expandida à dita coluna de destilação em uma posição de alimenta- ção em coluna intermediária abaixo da posição de alimentação da dita pri- meira porção expandida.
30. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 22 ou 23, em que (1) um quarto meio de divisão é conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita pri- meira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito tercei- ro meio de expansão é adicionalmente conectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida à dita coluna de desti- lação na dita terceira posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um sexto meio de expansão é conectado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o sexto meio de expansão é adicionalmente co- nectado à dita coluna de destilação de modo a fornecer a dita segunda por- ção expandida à dita coluna de destilação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição de alimentação da dita primeira porção expandida.
31. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 18, em que (1) um terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de tro- ca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao me- nos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita primeira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o terceiro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida ao dito meio de contato e separação na dita segunda posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um dito quinto meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito quinto meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de conta- to e separação de modo a fornecer a dita segunda porção expandida ao dito meio de contato e separação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição de alimentação da dita primeira porção ex- pandida.
32. Aperfeiçoamento, como definido na reivindicação 19 ou 20, sendo que (1) um terceiro meio de divisão é conectado ao dito meio de tro- ca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao me- nos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita primeira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito ter- ceiro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida ao dito meio de contato e separação na dita segunda posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um sexto meio de expansão é conectado ao dito terceiro meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito sexto meio de expansão é adicional- mente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita segunda porção expandida ao dito meio de contato e separação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição de alimentação da dita primeira porção expandida.
33. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 24, em que (1) um quarto meio de divisão é conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita pri- meira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito tercei- ro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida ao dito meio de contato e separação na dita segunda posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um quinto meio de expansão é conectado do dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito quinto meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita segunda porção expandida ao dito meio de contato e separação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da posição de ali- mentação da dita primeira porção expandida.
34. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, sendo que (1) um quarto meio de divisão é conectado ao dito meio de troca de calor de modo a receber o dito fluxo condensado e dividi-lo em ao menos uma primeira porção e em uma segunda porção; (2) o dito terceiro meio de expansão é adaptado de modo que seja conectado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita pri- meira porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito tercei- ro meio de expansão é adicionalmente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita primeira porção expandida ao dito meio de contato e separação na dita segunda posição de alimentação em coluna intermediária; e (3) um dito sexto meio de expansão é conectado ao dito quarto meio de divisão de modo a receber a dita segunda porção e expandi-la até a dita pressão inferior, sendo que o dito sexto meio de expansão é adicional- mente conectado ao dito meio de contato e separação de modo a fornecer a dita segunda porção expandida ao dito meio de contato e separação em uma posição de alimentação em coluna intermediária abaixo da dita posição de alimentação da dita primeira porção expandida.
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