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特表2022-554002メタン含有工業ガス中のＣ２～Ｃ４成分を回収するための方法および装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-12-27
(54)【発明の名称】メタン含有工業ガス中のＣ２～Ｃ４成分を回収するための方法および装置
(51)【国際特許分類】
C10G 70/06 20060101AFI20221220BHJP
B01D 53/14 20060101ALI20221220BHJP
【ＦＩ】
C10G70/06
B01D53/14 210
B01D53/14 220
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022524697
(86)(22)【出願日】2020-09-24
(85)【翻訳文提出日】2022-06-23
(86)【国際出願番号】 CN2020117451
(87)【国際公開番号】W WO2021082825
(87)【国際公開日】2021-05-06
(31)【優先権主張番号】201911030061.1
(32)【優先日】2019-10-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201911032377.4
(32)【優先日】2019-10-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503191287
【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司
(71)【出願人】
【識別番号】510016575
【氏名又は名称】中国石油化工股▲ふん▼有限公司北京化工研究院
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ，ＣＨＩＮＡ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＆ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】ＮＯ．１４，ＢＥＩＳＡＮＨＵＡＮ ＥＡＳＴ ＲＯＡＤ，ＣＨＡＯＹＡＮＧ ＤＩＳＴＲＩＣＴ，ＢＥＩＪＩＮＧ １０００１３，ＣＨＩＮＡ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】邵華偉
(72)【発明者】
【氏名】李東風
(72)【発明者】
【氏名】鄒弋
(72)【発明者】
【氏名】劉智信
(72)【発明者】
【氏名】李春芳
(72)【発明者】
【氏名】過良
(72)【発明者】
【氏名】張敬升
(72)【発明者】
【氏名】胡志彦
【テーマコード（参考）】
4D020
4H129
【Ｆターム（参考）】
4D020AA08
4D020BA15
4D020BB02
4D020BC01
4D020BC02
4D020CB01
4D020CC01
4D020CC09
4D020CC10
4D020DA01
4D020DA03
4D020DB04
4D020DB06
4H129AA01
4H129CA02
4H129CA25
4H129DA07
4H129LA01
4H129LA02
4H129NA20
(57)【要約】
本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法および装置を開示する。この方法は：（１）圧縮されたメタン含有工業ガスを冷却し、気液分離を行うこと；（２）吸収剤を使用することによって気相中のＣ２成分を吸収して、吸収リッチ液を得ること；（３）吸収リッチ液をステップ（１）における圧縮に戻すかまたは吸収リッチ液をステップ（１）において得られた液相と混合して混合液を取得し、混合液または吸収リッチ液を減圧すること；（４）減圧されたストリームに対してメタン脱着を行って、リッチ吸収剤を取得するか、または減圧されたストリームに対して第２の気液分離を行い、続いて第２の液相に対してメタン脱着を行って、リッチ吸収剤を取得すること；および（５）リッチ吸収剤を脱着および分離してリーン吸収剤および富化ガスを取得し、リーン吸収剤を再循環および再使用すること、を含む。この方法は、Ｃ２またはより重質な成分の高い回収率を有し、全体のエネルギー消費も低い。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法であり、当該方法は以下の工程を含む：（１）前記メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスおよび吸収リッチ液を取得し、
ここで、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合されるか、あるいは、
前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用される；
（３）工程（１）において得られた前記液相または工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する、あるいは、
工程（３）における減圧ストリームを第２の気液分離に供して第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における前記圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供してリーン吸収剤とＣ２成分を含有する富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は、工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
【請求項2】
前記メタン含有工業ガスは、乾性ガス、分解ガス、天然ガス、およびシェールガスを含み、好ましくは、前記乾性ガスは、製油所乾性ガスおよび石炭化学乾性ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
工程（２）において、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合され、工程（１）において得られた前記液相は、減圧され、次いでメタン脱着に供されて、脱着されたガスとリッチ吸収剤とが得られる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
前記圧縮ガスの圧力は、２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧであり；好ましくは、前記圧縮は多段階圧縮であり、好ましくは２段階圧縮または３段階圧縮であり；
好ましくは、前記冷却の温度は、５～４０℃、好ましくは１０～２０℃であり、より好ましくは、前記冷却は、０℃以上の温度を有する冷却媒体を使用し、当該冷却媒体は、低温水、循環水、プロピレン、アンモニアおよび液体窒素からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記Ｃ２成分の前記吸収は、吸収塔において行われ；好ましくは、前記吸収塔のパラメータは、１５～３０の理論段数、２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧの運転圧力、１０～６０℃の塔頂部温度、および１０～７０℃の塔ケトル温度を含み；
好ましくは、前記Ｃ２成分は、エタンおよび／またはエチレンから選択される、請求項３または４に記載の方法。
【請求項6】
前記メタン脱着は、メタン脱着塔において行われ、好ましくは、前記メタン脱着塔のパラメータは、２０～５０の理論段数、０．５～２．４ＭＰａＧの運転圧力、１０～６０℃の塔頂部温度、および３５～９０℃の塔ケトル温度を含み；
好ましくは、前記メタン脱着塔の前記運転圧力は、１．０～１．９ＭＰａＧであり；
好ましくは、前記メタン脱着塔の前記塔頂部温度は、１０～２０℃であり；
好ましくは、前記メタン脱着塔の前記塔ケトル温度は、４０～７５℃であり；
好ましくは、減圧後の前記液相の圧力は、０．８～３ＭＰａＧ、好ましくは１～２ＭＰａＧである、請求項３～５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記脱着分離は、脱着塔において行われ、好ましくは、前記脱着塔のパラメータは、２０～５０の理論段数、１～２．８ＭＰａＧの運転圧力、２５～７０℃の塔頂部温度、および９０～１６０℃の塔ケトル温度を含む、請求項３～６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
前記リーン吸収剤は、前記メタン脱着の熱源として使用され、熱交換後に得られた前記ストリームの少なくとも一部は、前記吸収剤中に戻され、混合され；好ましくは、前記ストリームの一部は、軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出され、残りの部分は、前記吸収剤中に戻され、混合され；
好ましくは、前記軽質炭化水素成分は、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５炭化水素からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項３～７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
前記方法は、Ｃ３成分を回収することをさらに含み、好ましくは、前記Ｃ３成分は、プロパンおよび／またはプロピレンを含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
工程（２）において得られた前記第１のストリームは、減圧され、次いで第２の気液分離に供されて第２の気相と第２の液相とが得られ、前記第２の液相は、メタン脱着に供されて脱着されたガスとリッチ吸収剤とが得られ；好ましくは、前記方法は、Ｃ３成分を回収することをさらに含み、好ましくは、前記Ｃ３成分は、プロパンおよび／またはプロピレンを含み；
好ましくは、前記方法は、Ｃ２およびＣ３成分を回収することを含み、好ましくは、前記Ｃ２およびＣ３成分は、エタンおよび／またはエチレン、ならびにプロパンおよび／またはプロピレンを含み；
好ましくは、前記メタン含有工業ガスは、０．１％モルを超える量でＣ６またはより重質な成分を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項11】
前記圧縮ガスの圧力は、２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧであり；好ましくは、前記圧縮は、多段階圧縮であり、好ましくは、２段階圧縮または３段階圧縮であり；
好ましくは、前記冷却の温度は、５～４５℃、好ましくは１０～２０℃であり、より好ましくは、前記冷却は、０℃以上の温度を有する冷却媒体を使用し、当該冷却媒体は、低温水、循環水、プロピレン、アンモニアおよび液体窒素からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
Ｃ２およびＣ３成分の吸収は、吸収塔において行われ；好ましくは、前記吸収塔のパラメータは、１５～３０の理論段数、２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧの運転圧力、１０～３０℃の塔頂部温度、および１０～６０℃の塔ケトル温度を含み；
好ましくは、減圧後の前記第１のストリームの圧力は、０．５～２．４ＭＰａＧ、好ましくは０．８～２ＭＰａＧであり；
好ましくは、前記第１のストリームの前記減圧の前／後に、前記第１のストリームは、冷却処理に供され、冷却後の前記第１のストリームの温度は、５～４０℃、好ましくは５～１５℃である、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項13】
前記メタン脱着は、メタン脱着塔において行われ、好ましくは、前記メタン脱着塔のパラメータは、２０～５０の理論段数、０．５～２．４ＭＰａＧの運転圧力、１０～４０℃の塔頂部温度、および３５～１００℃の塔ケトル温度を含み；
好ましくは、前記メタン脱着塔の前記運転圧力は、１．０～１．９ＭＰａＧであり；
好ましくは、前記メタン脱着塔の前記塔頂部温度は、１０～２０℃であり；
好ましくは、前記メタン脱着塔の前記塔ケトル温度は、４０～７５℃である、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項14】
前記脱着分離は、脱着塔において行われ、好ましくは、前記脱着塔のパラメータは、２０～５０の理論段数、１～２．８ＭＰａＧの運転圧力、１５～７０℃の塔頂部温度、および９０～２００℃の塔ケトル温度を含む、請求項１０～１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項15】
前記リーン吸収剤は、前記メタン脱着の熱源として使用され、熱交換後に得られた第２のストリームの少なくとも一部は、前記吸収剤中に戻され、混合され；好ましくは、前記第２のストリームの一部は、軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出され、および残りの部分は、前記吸収剤中に戻され、混合され；
好ましくは、前記軽質炭化水素成分は、Ｃ４およびＣ５炭化水素からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１０～１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
前記メタン脱着塔の塔ケトルの熱源は、メタン脱着塔リボイラによって提供され、前記メタン脱着塔リボイラの熱源は、プロセスストリームであり；好ましくは、前記プロセスストリームは、前記吸収剤、前記リッチ吸収剤および前記リーン吸収剤からなる群から選択される少なくとも１種であり、好ましくは前記リーン吸収剤である、請求項６または１３に記載の方法。
【請求項17】
前記吸収剤は、Ｃ４留分および／またはＣ５留分から選択され、前記Ｃ４留分は、ｎ－ブタン、イソブタンおよびブテンからなる群から選択される少なくとも１種を含み、前記Ｃ５留分は、ｎ－ペンタン、イソペンタンおよびネオペンタンからなる群から選択される少なくとも１種を含み、前記Ｃ４留分が好ましい、請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項18】
前記方法は、Ｃ４成分を回収することをさらに含み、好ましくは、前記Ｃ４成分は、ブタンおよび／またはブテンを含む、請求項１～１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項19】
前記塔に入る前記吸収剤の温度は４０～５０℃であり、前記塔に入る前記気相の温度は４０℃であり、工程（１）における前記冷却媒体は循環水であり、前記吸収塔の前記塔頂部温度は４０～６０℃である、請求項５に記載の方法。
【請求項20】
前記塔に入る前記吸収剤の温度は５～２０℃であり、前記塔に入る前記気相の温度は５～２０℃であり、工程（１）における前記冷却媒体は低温水であり、前記吸収塔の前記塔頂部温度は１０～３０℃である、請求項５に記載の方法。
【請求項21】
メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置であり、当該装置は、コンプレッサ、冷却器、液体分離タンク、吸収塔、メタン脱着塔および脱着塔を含み；前記コンプレッサは、メタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記液体分離タンクは、順に接続され；
前記吸収塔は、前記液体分離タンクの頂部から排出された気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が、前記液体分離タンクの頂部および前記冷却器にそれぞれ接続され、吸収テールガスは、前記吸収塔の頂部から排出され、吸収リッチ液は、前記吸収塔の塔ケトルから排出され、前記冷却器に戻され；
前記メタン脱着塔は、減圧後に前記液体分離タンクの底部から排出された液相のメタン脱着のために、その上部、頂部および底部が、それぞれ、前記液体分離タンクの底部、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、次いで脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
【請求項22】
メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置であり、当該装置は、コンプレッサ、冷却器、第１の液体分離タンク、吸収塔、第２の液体分離タンク、メタン脱着塔および脱着塔を含み；前記コンプレッサは、メタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記第１の液体分離タンクは、順に接続され；
前記吸収塔は、前記第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が、前記第１の液体分離タンクの頂部および前記第２の液体分離タンクの中間部にそれぞれ接続され、吸収テールガスおよび吸収リッチ液は、それぞれ、前記吸収塔の頂部および塔ケトルから排出され、前記吸収リッチ液と前記第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用され、前記第１のストリームは減圧され、次いで第２の気液分離のために前記第２の液体分離タンクの中間部に通され；
前記第２の液体分離タンクは、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記メタン脱着塔の上部に接続され、第２の気相は、前記第２の液体分離タンクの頂部から排出され、前記コンプレッサの入口または段間に戻され、第２の液相は、前記第２の液体分離タンクの底部から排出され、メタン脱着のために前記メタン脱着塔の上部に通され；
前記メタン脱着塔は、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
【請求項23】
前記メタン含有工業ガスは、乾性ガス、分解ガス、天然ガス、およびシェールガスを含み、好ましくは、前記乾性ガスは、製油所乾性ガスおよび石炭化学乾性ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項２１または２２に記載の装置。
【請求項24】
前記装置は、メタン脱着塔リボイラをさらに含み；前記メタン脱着塔リボイラは、前記脱着塔の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いて前記メタン脱着塔の塔ケトルのための熱を提供するために、前記脱着塔の底部、前記メタン脱着塔の下部および底部、ならびに前記吸収塔の頂部にそれぞれ接続され、前記リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリームの少なくとも一部は、前記吸収塔の頂部に戻され；
好ましくは、前記メタン脱着塔リボイラは、さらに後処理ユニットに接続され、後処理ユニットは、前記メタン脱着塔リボイラから排出された前記ストリームの一部を後処理のための軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出すために使用され、残りの部分は、前記吸収塔の頂部に戻される、
請求項２１～２３のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
〔技術分野〕
本発明は、メタン含有工業ガスからのメタン脱着およびＣ２～Ｃ４成分回収の技術分野に関し、この技術分野は、乾性ガス処理の技術分野を含むが、これに限定されない。具体的には、本発明は、乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２～Ｃ４成分を回収するための方法および装置に関し、特に、乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法および装置、ならびに乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２およびＣ３成分を回収するための方法および装置に関する。
本発明は、メタン含有工業ガスからのメタン脱着およびＣ２～Ｃ４成分回収の技術分野に関し、この技術分野は、乾性ガス処理の技術分野を含むが、これに限定されない。具体的には、本発明は、乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２～Ｃ４成分を回収するための方法および装置に関し、特に、乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法および装置、ならびに乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２およびＣ３成分を回収するための方法および装置に関する。
【0002】
〔背景技術〕
現在、乾性ガスからＣ２成分（エタン、エチレン）を回収するための既に工業化された方法、または乾性ガスからＣ２およびＣ３成分を回収するための方法は、主に以下を含む：
（１）極低温分離法、この方法は、プロセスが成熟しており、エチレンの高い回収率および高い純度を達成するが、乾燥機、およびプロピレン冷却装置またはエチレン－プロピレン複合冷却装置を必要とし、この装置は、大きな投資および高いエネルギー消費を必要とする；
（２）圧力スイング吸着法、この方法は、操作がシンプルであり、一般に低いエネルギー消費を必要とするが、生成物の純度が低く、Ｃ２成分の回収率が低く、原料の乾性ガス処理が大規模である場合、その装置は大きな投資と空間占有を必要とする；
（３）浅冷油吸収法、この方法は、安全且つ信頼性のあるプロセスフローを有し、Ｃ２およびＣ３成分の回収率が高く、原料ガス中の硫黄含量および水含量に関する要求が無いが、この方法において、吸収塔（またはメタン脱着塔）の塔ケトルリボイラは高負荷を負い、且つ全プロセスの間に低圧蒸気が大量に消費される。
現在、乾性ガスからＣ２成分（エタン、エチレン）を回収するための既に工業化された方法、または乾性ガスからＣ２およびＣ３成分を回収するための方法は、主に以下を含む：
（１）極低温分離法、この方法は、プロセスが成熟しており、エチレンの高い回収率および高い純度を達成するが、乾燥機、およびプロピレン冷却装置またはエチレン－プロピレン複合冷却装置を必要とし、この装置は、大きな投資および高いエネルギー消費を必要とする；
（２）圧力スイング吸着法、この方法は、操作がシンプルであり、一般に低いエネルギー消費を必要とするが、生成物の純度が低く、Ｃ２成分の回収率が低く、原料の乾性ガス処理が大規模である場合、その装置は大きな投資と空間占有を必要とする；
（３）浅冷油吸収法、この方法は、安全且つ信頼性のあるプロセスフローを有し、Ｃ２およびＣ３成分の回収率が高く、原料ガス中の硫黄含量および水含量に関する要求が無いが、この方法において、吸収塔（またはメタン脱着塔）の塔ケトルリボイラは高負荷を負い、且つ全プロセスの間に低圧蒸気が大量に消費される。
【0003】
ＵＳ１００５２５８１Ｂ１は、ＦＣＣ乾性ガスからの蒸気分解装置フィードの回収プロセスを開示する。このプロセスにおいて、ＦＣＣ乾性ガスは、まず、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳをアミンで溶離する操作に供され、次いでハイドロデアルキン操作に供される。上記精製プロセスの後、ＦＣＣ乾性ガスを圧力スイング吸着塔に通して、その中のメタン、水素および他の軽質成分を除去し、その後、一連の分離プロセスを経て、最終的に主にエタンおよびエチレンから構成された蒸気分解装置のフィードストリームを得る。このプロセスにおいて、圧力スイング吸収塔は、操作プロセスの間に０℃未満の運転条件を有することがあるため、凍結を回避するためには、圧力スイング吸着塔に乾性ガスを流入させる前に、冷却、相分離、脱水および乾燥処理を行う必要があり、その結果、装置は、比較的大きな投資を必要とする。
【0004】
ＣＮ１０１７５９５１６Ｂは、油吸収法によって製油所内の触媒乾性ガスを分離するプロセスを開示している。このプロセスは、乾式ガス圧縮、吸収（再吸収）、脱着および他のプロセスを含む。主吸収塔において、Ｃ５留分または脱ペンタン油が、触媒乾性ガス中のＣ２留分およびより重質な成分を吸収するための吸収剤として使用され、Ｃ５リッチ吸収剤が脱着塔に送達され、回収されたＣ２濃縮ガスが脱着塔の頂部から得られる。主吸収塔の運転圧力は３．５～５．５ＭＰａＧであり、塔ケトルの温度は９５～１１５℃であり、脱着塔の運転圧力は２～３ＭＰａＧであり、塔ケトルの温度は１４５～１６５℃であり、且つ低圧蒸気を熱源として使用する必要がある。
【0005】
ＣＮ１０３１５９５８１Ｂは、コンプレッサ、前処理ユニット、製油所乾性ガス冷却ユニット、吸収ユニットおよび精留ユニットを含む、複合吸収方法によって製油所乾性ガス中のＣ２を回収するための装置を開示する。吸収ユニットは、気液分離タンク、Ｃ２吸収塔およびメタン脱着塔を含み、乾性ガス中のＣ２成分を吸収しているリッチ吸収剤は、Ｃ２除去塔でＣ２成分と吸収剤成分とに分離される。Ｃ２吸収塔の運転圧力は２．５～３．０ＭＰａＧであり、メタン脱着塔の運転圧力は２．５～３．１ＭＰａＧであり、且つＣ２除去塔の運転圧力は２．２～２．６ＭＰａＧである。メタン脱着塔は、製油所内で約１２０℃の熱源を使用する必要がある。
【0006】
ＣＮ１０９５５３５０４Ａは、浅冷油吸収技術を採用することによって製油所プラントの飽和乾性ガスをリサイクルするための方法および装置を開示する。この方法は、順に飽和乾性ガスを圧縮および冷却し、続いて処理のためにＣ４吸収塔に送り、得られた気相および液相をガソリン吸収塔およびＣ４脱着塔に送ること；Ｃ４脱着塔による処理によって得られた気相をＣ２富化ガス生成物として回収し、得られた液相の大部分をリサイクルするためにＣ４吸収塔に戻すこと；ガソリン吸収塔による処理によって得られた液相を処理のためにガソリン安定化塔に送ること、得られた液相の大部分をリサイクルするためにガソリン吸収塔に戻すこと、ガソリン安定化塔による処理によって得られた気相を、濃縮および気液分離処理に順に供すること、得られた気相および液相それぞれに関して、コンプレッサの入口に戻し、且つ処理のためにガソリン安定化塔およびＣ４吸収塔に送ることを含む。２度の吸収－脱着が行われ、低圧蒸気が熱源として使用される。
【0007】
ＣＮ１０６６０９１６１Ｂは、製油所プラントの飽和乾性ガスを分離するための方法を開示する。飽和乾性ガスは、圧縮および冷却、次いで気液相分離に供され、圧縮された乾性ガスは吸収塔へ送られ、ここでＣ４留分が吸収剤として使用されて、乾性ガス中のＣ２およびより重質な成分が吸収される。吸収塔ケトルの液体は、処理のためにＣ４脱着塔に送られ、Ｃ２富化ガスがＣ４脱着塔から得られ、Ｃ４脱着塔ケトルの液体は、リサイクルするためにＣ４吸収塔に戻される。このプロセスにおけるＣ２およびＣ３の全回収率は９３％に達することができ、Ｃ４吸収塔の圧力は３～４．５ＭＰａＧであり、Ｃ４吸収塔の塔ケトルの温度は１００～１６０℃であり；Ｃ４脱着塔の圧力は２．５～３．５ＭＰａＧであり、Ｃ４脱着塔の塔ケトルの温度は１００～１６０℃である。Ｃ４吸収塔およびＣ４脱着塔の両方は、塔ケトルリボイラの熱源としてバッテリーリミット外で低圧蒸気または１４５℃の熱油を使用する必要があり、従って、この装置は比較的大量のエネルギーを消費する。
【0008】
ＣＮ１０１７５９５１６Ｂは、油吸収法によって製油所内の触媒乾性ガスを分離する方法を開示している。この方法は、乾式ガス圧縮、吸収（再吸収）、脱着および他のプロセスを含む。主吸収塔において、Ｃ５留分または脱ペンタン油が、触媒乾性ガス中のＣ２留分およびより重質な成分を吸収するための吸収剤として使用され、Ｃ５リッチ吸収剤が脱着塔に送達され、回収されたＣ２濃縮ガスが脱着塔の頂部から得られる。主吸収塔の運転圧力は３．５～５．５ＭＰａＧであり、塔ケトルの温度は９５～１１５℃であり、脱着塔の運転圧力は２～３ＭＰａＧであり、塔ケトルの温度は１４５～１６５℃であり、且つ低圧蒸気を熱源として使用する必要がある。
【0009】
ＣＮ１０１３５３２８６Ｂは、軽質ガスを含有する低級炭化水素の非極低温分離方法を開示しており、ここで、前処理された軽質ガスは１０℃～－３７℃に冷却され、次いで、プレカット塔に供給され、プレカット塔の頂部は、メタンおよびＣ２の一部、並びに少量のＣ３などの軽質成分であり、プレカット塔の底部は、残りのＣ２およびより重質な成分であり、プレカット塔の頂部ガスは吸収塔に供給され、ここで、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５および他の炭化水素は吸収剤として使用されて、プレカット塔の頂部ガス中のＣ２を吸収する。このプロセスは、極低温コールドボックスおよび脱メタン装置を有さず、メタンの極低温分離を必要とせず、従って、従来の極低温分離よりもエネルギー消費が少ない。しかしながら、このプロセスの間に、約－６０℃のプロピレン冷媒が依然として必要とされ、原料ガスもまた乾燥および脱水される必要があり、同時に、回収されたＣ２成分は低い純度を有する。
【0010】
まとめると、乾性ガス中のＣ２成分、またはＣ２およびＣ３成分を回収する場合、生成ガスの純度、ならびにＣ２の回収率またはＣ２およびＣ３の回収率を確実にするために、既存のプロセスは、通常、極低温／中間冷却分離ルート（このルートでは、原料ガスは乾燥および脱水される必要があり、装置は大きな投資を必要とする）、または浅冷油吸収ルート（このルートでは、通常、油吸収およびメタン脱着プロセスがより高い圧力下で実行される必要がある）を採用し、メタン脱着プロセスにおけるリボイラは大量の蒸気を消費し且つ大きな負荷を有し、装置はより高いエネルギー消費を有する。
【0011】
〔発明の概要〕
本発明の目的は、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスから、Ｃ２～Ｃ４成分（Ｃ２成分、またはＣ２およびＣ３成分、またはＣ２、Ｃ３およびＣ４成分を含むが、これらに限定されない）を回収するための新規な方法および装置を提供することである。前記方法および装置によって回収されたＣ２～Ｃ４成分（Ｃ２成分、またはＣ２およびＣ３成分、またはＣ２、Ｃ３およびＣ４成分を含むが、これらに限定されない）は、高い純度および高い回収率を有し、装置のエネルギー消費が節約され、乾燥機およびプロピレン冷却コンプレッサは必要とされない。本発明では、メタン含有工業ガスには乾性ガス、分解ガス、天然ガス、シェールガスなどが含まれるが、これらに限定されず、乾性ガスは、好ましくは、製油所乾性ガスおよび石炭化学乾性ガスからなる群から選択される少なくとも１つである。
本発明の目的は、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスから、Ｃ２～Ｃ４成分（Ｃ２成分、またはＣ２およびＣ３成分、またはＣ２、Ｃ３およびＣ４成分を含むが、これらに限定されない）を回収するための新規な方法および装置を提供することである。前記方法および装置によって回収されたＣ２～Ｃ４成分（Ｃ２成分、またはＣ２およびＣ３成分、またはＣ２、Ｃ３およびＣ４成分を含むが、これらに限定されない）は、高い純度および高い回収率を有し、装置のエネルギー消費が節約され、乾燥機およびプロピレン冷却コンプレッサは必要とされない。本発明では、メタン含有工業ガスには乾性ガス、分解ガス、天然ガス、シェールガスなどが含まれるが、これらに限定されず、乾性ガスは、好ましくは、製油所乾性ガスおよび石炭化学乾性ガスからなる群から選択される少なくとも１つである。
【0012】
第１の態様において、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法を提供し、当該方法は以下の工程を含む：
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスおよび吸収リッチ液を取得し、ここで、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合されるか、あるいは前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用される；
（３）工程（１）において得られた前記液相または工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する、あるいは
工程（３）における減圧ストリームを第２の気液分離に供して第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における前記圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤とＣ２成分を含有する富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は、工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスおよび吸収リッチ液を取得し、ここで、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合されるか、あるいは前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用される；
（３）工程（１）において得られた前記液相または工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する、あるいは
工程（３）における減圧ストリームを第２の気液分離に供して第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における前記圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤とＣ２成分を含有する富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は、工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
【0013】
本発明の特定の実施形態では、本発明の方法の工程（２）において、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合され、且つ工程（１）において得られた前記液相は、減圧され、次いでメタン脱着に供されて、脱着されたガスおよびリッチ吸収剤が得られる。
【0014】
本発明の特定の実施形態では、本発明の方法において、工程（２）において得られた前記第１のストリームは減圧され、次いで第２の気液分離に供されて、第２の気相および第２の液相が得られ、且つ前記第２の液相はメタン脱着に供されて、脱着されたガスとリッチ吸収剤とが得られる。
【0015】
好ましくは、工程（２）において、前記吸収剤は、Ｃ４留分および／またはＣ５留分からなる群から選択され、前記Ｃ４留分は、ｎ－ブタン、イソブタンおよびブテンのうちの少なくとも１つを含み、前記Ｃ５留分は、ｎ－ペンタン、イソペンタンおよびネオペンタンのうちの少なくとも１つを含み、およびＣ４留分が好ましい。
【0016】
好ましくは、前記Ｃ２成分は、エタンおよび／またはエチレンを含む。
【0017】
本発明に係る方法はまた、Ｃ３成分を回収することを含んでいてもよく、好ましくは、前記Ｃ３成分は、プロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0018】
本発明に係る方法は、Ｃ２およびＣ３成分を回収することを含んでいてもよく、好ましくは、前記Ｃ２およびＣ３成分は、エタンおよび／またはエチレン、ならびにプロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0019】
本発明に係る方法はまた、Ｃ４成分を回収することを含んでいてもよく、好ましくは、前記Ｃ４成分は、ブタンおよび／またはブテンを含む。
【0020】
第２の態様において、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置を提供し、当該装置は、コンプレッサ、冷却器、液体分離タンク、吸収塔、メタン脱着塔および脱着塔を含み；
前記コンプレッサは、メタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記液体分離タンクは順に接続されており；
前記吸収塔は、前記液体分離タンクの頂部から排出された気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が、前記液体分離タンクの頂部および前記冷却器にそれぞれ接続され、吸収テールガスは、前記吸収塔の頂部から排出され、吸収リッチ液は、前記吸収塔の塔ケトルから排出され、前記冷却器に戻され；
前記メタン脱着塔は、減圧後に前記液体分離タンクの底部から排出された液相のメタン脱着のために、その上部、頂部および底部が、それぞれ、前記液体分離タンクの底部、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、次いで脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、ここでは、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
前記コンプレッサは、メタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記液体分離タンクは順に接続されており；
前記吸収塔は、前記液体分離タンクの頂部から排出された気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が、前記液体分離タンクの頂部および前記冷却器にそれぞれ接続され、吸収テールガスは、前記吸収塔の頂部から排出され、吸収リッチ液は、前記吸収塔の塔ケトルから排出され、前記冷却器に戻され；
前記メタン脱着塔は、減圧後に前記液体分離タンクの底部から排出された液相のメタン脱着のために、その上部、頂部および底部が、それぞれ、前記液体分離タンクの底部、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、次いで脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、ここでは、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
【0021】
第３の態様において、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置を提供し、当該装置は、コンプレッサ、冷却器、第１の液体分離タンク、吸収塔、第２の液体分離タンク、メタン脱着塔および脱着塔を含み；
前記コンプレッサは、メタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記第１の液体分離タンクは順に接続され；
前記吸収塔は、前記第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が、前記第１の液体分離タンクの頂部および前記第２の液体分離タンクの中間部にそれぞれ接続され、吸収テールガスおよび吸収リッチ液は、前記吸収塔の頂部および塔ケトルからそれぞれ排出され、前記吸収リッチ液と前記第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用され、前記第１のストリームは減圧され、次いで第２の気液分離のために前記第２の液体分離タンクの中間部に通され；
前記第２の液体分離タンクは、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記メタン脱着塔の上部に接続され、ここでは、第２の気相は、前記第２の液体分離タンクの頂部から排出され、前記コンプレッサの入口または段間に戻され、第２の液相は、前記第２の液体分離タンクの底部から排出され、メタン脱着のために前記メタン脱着塔の上部に通され；
前記メタン脱着塔は、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、ここでは、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、ここでは、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
前記コンプレッサは、メタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記第１の液体分離タンクは順に接続され；
前記吸収塔は、前記第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が、前記第１の液体分離タンクの頂部および前記第２の液体分離タンクの中間部にそれぞれ接続され、吸収テールガスおよび吸収リッチ液は、前記吸収塔の頂部および塔ケトルからそれぞれ排出され、前記吸収リッチ液と前記第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用され、前記第１のストリームは減圧され、次いで第２の気液分離のために前記第２の液体分離タンクの中間部に通され；
前記第２の液体分離タンクは、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記メタン脱着塔の上部に接続され、ここでは、第２の気相は、前記第２の液体分離タンクの頂部から排出され、前記コンプレッサの入口または段間に戻され、第２の液相は、前記第２の液体分離タンクの底部から排出され、メタン脱着のために前記メタン脱着塔の上部に通され；
前記メタン脱着塔は、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、ここでは、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、ここでは、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
【0022】
本発明に係る装置は、メタン脱着塔リボイラをさらに含んでもよい。
【0023】
好ましくは、前記Ｃ２成分は、エタンおよび／またはエチレンを含む。
【0024】
本発明に係る装置はまた、Ｃ３成分を回収してもよく、好ましくは、前記Ｃ３成分はプロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0025】
本発明に係る装置は、Ｃ２およびＣ３成分を回収し、好ましくは、前記Ｃ２およびＣ３成分は、エタンおよび／またはエチレン、ならびにプロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0026】
本発明に係る装置はまた、Ｃ４成分を回収してもよく、好ましくは、前記Ｃ４成分は、ブタンおよび／またはブテンを含む。
【0027】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明によって提供される乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置の概略図である：
符号の説明：１．原料メタン含有工業ガス（乾性ガスなど）；２．コンプレッサ；３．冷却器；４．液体分離タンク；５．吸収塔；６．吸収塔ケトル液体ポンプ；７．メタン脱着塔；８．リッチ吸収剤ポンプ；９．脱着塔；１０．Ｃ２成分を含有する富化ガス；１１．吸収剤循環ポンプ；１２．軽質炭化水素成分；１３．ストリーム；１４．吸収テールガス；１５．メタン脱着塔リボイラ。
図１は、本発明によって提供される乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置の概略図である：
符号の説明：１．原料メタン含有工業ガス（乾性ガスなど）；２．コンプレッサ；３．冷却器；４．液体分離タンク；５．吸収塔；６．吸収塔ケトル液体ポンプ；７．メタン脱着塔；８．リッチ吸収剤ポンプ；９．脱着塔；１０．Ｃ２成分を含有する富化ガス；１１．吸収剤循環ポンプ；１２．軽質炭化水素成分；１３．ストリーム；１４．吸収テールガス；１５．メタン脱着塔リボイラ。
【0028】
図２は、本発明によって提供される乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置の概略図である：
符号の説明：１．原料メタン含有工業ガス（乾性ガスなど）；２．コンプレッサ；３．冷却器；４．第１の液体分離タンク；５．吸収塔；６．脱着塔フィード冷却器；７．第２の液体分離タンク；８．メタン脱着塔；９．メタン脱着塔リボイラ；１０．リッチ吸収剤ポンプ；１１．脱着塔；１２．吸収剤循環ポンプ；１３．Ｃ２成分を含有する富化ガス；１４．軽質炭化水素成分；１５．吸収テールガス；１６．第２のストリーム。
符号の説明：１．原料メタン含有工業ガス（乾性ガスなど）；２．コンプレッサ；３．冷却器；４．第１の液体分離タンク；５．吸収塔；６．脱着塔フィード冷却器；７．第２の液体分離タンク；８．メタン脱着塔；９．メタン脱着塔リボイラ；１０．リッチ吸収剤ポンプ；１１．脱着塔；１２．吸収剤循環ポンプ；１３．Ｃ２成分を含有する富化ガス；１４．軽質炭化水素成分；１５．吸収テールガス；１６．第２のストリーム。
【0029】
〔発明の詳細な説明〕
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本明細書に記載される具体的な実施形態は、本発明を例示および説明するためにのみ使用されるが、本発明を限定するために使用されないことを理解されたい。
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本明細書に記載される具体的な実施形態は、本発明を例示および説明するためにのみ使用されるが、本発明を限定するために使用されないことを理解されたい。
【0030】
本発明の発明者らは、検討の結果、以下のことを見出した：乾性ガスなどの原料メタン含有工業ガスを高圧下で吸収処理し、低圧下でメタン脱着処理と吸収剤脱着処理とを連続的に行うことによって、得られた富化ガス生成物は高純度であること、Ｃ２成分、Ｃ２およびＣ３成分、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４成分などのＣ２～Ｃ４成分の回収率が高いこと、メタン脱着プロセスにおける塔ケトルリボイラの負荷が低く、塔ケトル温度が低いこと、および熱エネルギーのこの部分は、本装置における脱着塔の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤によって完全に供給され得るので、それによって、蒸気の消費を削減できること、メタン脱着塔の頂部の脱着されたガスをコンプレッサに戻すことに起因するエネルギー消費の増大効果と、メタン脱着塔ケトルリボイラが蒸気を消費しないことに起因するエネルギー消費の削減効果とを総合的に考慮して、最適化されたプロセスフローと運転パラメータとを選択し、その結果、本装置全体のエネルギー消費が最小化され、乾燥機およびプロピレン冷却コンプレッサが不要になること。
【0031】
また、本発明の発明者らは、検討の結果、本発明が、脱着されるメタンを有するメタン含有工業ガスを処理するプロセスに適していることを見出した。高圧吸収プロセスおよび低圧メタン脱着プロセスを独立的に操作すること、および組み合わせて操作することによって、エネルギーの消費および吸収剤などの材料の消費を最小限に抑えてメタンを効果的に除去することができ、それによって、メタン含有工業ガスからのＣ２、Ｃ３、Ｃ４および他の成分の高い回収率を達成することができる。従来の浅冷油吸収プロセスと比較して、Ｃ２、Ｃ２およびＣ３、ならびにＣ２、Ｃ３およびＣ４などのＣ２～Ｃ４成分の回収率が約９５％以上に達する状況下で、本発明装置の総エネルギー消費量は、原料の組成に応じて約１０％～３０％まで削減され得る。
【0032】
本発明において、用語「メタン含有工業ガス」は、メタン脱着塔によって脱着されるメタンを有するメタン含有工業ガスからメタンが脱着され、工業ガスはその後、後続の処理に供されて、そこからＣ２、Ｃ３、Ｃ４および他の成分が回収されるような、メタン含有工業ガスを指し、乾性ガス、分解ガス、天然ガス、シェールガスなどを含むが、これらに限定されない。本発明において、原料メタン含有工業ガスの成分およびそれらの含有量についての特段の制限および要件は無い。原料メタン含有工業ガス中に含まれるメタンがメタン脱着塔によって脱着されて、Ｃ２～Ｃ４からの分離が達成される限りは、高い回収率でＣ２、Ｃ３、Ｃ４および他の成分を回収し、且つ総エネルギー消費を最小限にするという目的は、プロセスフローおよび運転パラメータを調節することによって達成され得る。
【0033】
乾性ガスは特に限定されないが、例えば、製油所乾性ガスおよび石炭化学乾性ガスからなる群から選択される少なくとも１つである。具体的には、製油所乾性ガスは、接触分解装置乾性ガス、ディレードコーカー乾性ガス、ＰＳＡ装置脱着ガス、および軽質炭化水素回収ユニット乾性ガスからなる群から選択される少なくとも１つであり、石炭化学乾性ガスは、メタノール－オレフィン（ＭＴＯ）乾性ガスおよびメタノール－芳香族化合物（ＭＴＡ）乾性ガスからなる群から選ばれる少なくとも１つである。本発明における乾性ガスは、上記に限定されない。分解ガス、天然ガス、シェールガスは特に限定されないが、分解ガスは、接触分解ガスおよび蒸気分解ガスを含む。
【0034】
本発明の好ましい実施形態によれば、メタン含有工業ガスがＣ６またはより重質な成分（すなわち、６個以上の炭素原子を有する成分）を０．１％モル未満の量で含む場合、例えば、乾性ガスがＣ６またはより重質な成分を有する製油所乾性ガスを０．１％モル未満の量で含む場合は、乾性ガス中のＣ２成分の回収および本装置の最も低い総エネルギー消費に、より一層寄与する。
【0035】
本発明の好ましい実施形態によれば、メタン含有工業ガスがＣ６またはより重質な成分を０．１％モルを超える量で含む場合、例えば、乾性ガスがＣ６またはより重質な成分を有する製油所乾性ガスを０．１％モルを超える量で含む場合は、乾性ガス中のＣ２およびＣ３成分の回収および本装置の最も低い総エネルギー消費に、より一層寄与する。
【0036】
本発明において、特に明記しない限り、圧力はゲージ圧である。
【0037】
第１の態様において、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法を提供し、当該方法は、以下の工程を含む：
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスおよび吸収リッチ液を取得し、ここで、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合されるか、あるいは前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用される；
（３）工程（１）において得られた前記液相または工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する、あるいは
工程（３）における減圧ストリームを第２の気液分離に供して第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における前記圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤とＣ２成分（例えばＣ２およびＣ３成分）を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は、工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスおよび吸収リッチ液を取得し、ここで、前記吸収リッチ液は、前記圧縮ガス中に戻され、混合されるか、あるいは前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用される；
（３）工程（１）において得られた前記液相または工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する、あるいは
工程（３）における減圧ストリームを第２の気液分離に供して第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における前記圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤とＣ２成分（例えばＣ２およびＣ３成分）を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は、工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
【0038】
本発明の特定の実施形態では、本発明の方法の工程（２）において、前記吸収リッチ液を前記圧縮ガスに戻して混合し、工程（１）において得られた前記液相を減圧し、次いでメタン脱着に供して、脱着されたガスとリッチ吸収剤とを得る。
【0039】
本発明の特定の実施形態では、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法を提供し、当該方法は以下の工程を含む：
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスと吸収リッチ液とを取得し、前記吸収リッチ液を前記圧縮ガス中に戻して混合する；
（３）工程（１）において得られた前記液相を減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供してリーン吸収剤とＣ２成分（例えばＣ２およびＣ３成分）を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤を工程（２）における前記吸収剤中に戻して混合する。
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスと吸収リッチ液とを取得し、前記吸収リッチ液を前記圧縮ガス中に戻して混合する；
（３）工程（１）において得られた前記液相を減圧する；
（４）工程（３）における減圧ストリームをメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における前記圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供してリーン吸収剤とＣ２成分（例えばＣ２およびＣ３成分）を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤を工程（２）における前記吸収剤中に戻して混合する。
【0040】
工程（１） 圧縮および冷却後のメタン含有工業ガスの気液分離
本発明によれば、圧縮は特に限定されず、原料メタン含有工業ガスの圧力を２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧに昇圧させるために、通常、段階ごとの圧縮が採用される。すなわち、圧縮ガスの圧力は、２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧである。さらに好ましくは、圧縮は多段階圧縮であり、本発明において、圧縮処理の段階数に特に制限はなく、例えば、圧縮は、２段階圧縮または３段階圧縮であり得る。
本発明によれば、圧縮は特に限定されず、原料メタン含有工業ガスの圧力を２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧに昇圧させるために、通常、段階ごとの圧縮が採用される。すなわち、圧縮ガスの圧力は、２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧである。さらに好ましくは、圧縮は多段階圧縮であり、本発明において、圧縮処理の段階数に特に制限はなく、例えば、圧縮は、２段階圧縮または３段階圧縮であり得る。
【0041】
本発明によれば、冷却は特に限定されず、好ましくは、冷却の温度は５～４０℃、好ましくは１０～２０℃である。本発明において、０℃以上の温度を有する冷却媒体は、圧縮ガスを冷却するために使用され、冷却媒体は、低温水、循環水、プロピレン、アンモニアおよび液体窒素からなる群から選択される少なくとも１種であり、好ましくは低温水であり；さらに好ましくは、低温水は、臭化リチウム吸収式冷却装置によって調製され、５℃または７℃の温度を有する。具体的には、７℃の低温水が実施例において使用されるが、本発明はこれに限定されない。
【0042】
本発明によれば、好ましくは、気相および液相を得るために、冷却された圧縮ガスは気液分離に供され、ここでは、気相は、主として水素およびＣ１～Ｃ３炭化水素などの軽質成分から構成され、且つ液相は、主としてＣ３～Ｃ５炭化水素などの重質成分から構成される。
【0043】
工程（２） Ｃ２成分を吸収させるための、気相の吸収剤との接触
本発明によれば、吸収剤は、特に限定されず、先行技術における周知の知識に従って当業者によって決定され得る。好ましくは、吸収剤は、Ｃ４留分および／またはＣ５留分から選択され、前記Ｃ４留分は、ｎ－ブタン、イソブタンおよびブテンのうちの少なくとも１つを含み、前記Ｃ５留分は、ｎ－ペンタン、イソペンタンおよびネオペンタンのうちの少なくとも１つを含み、Ｃ４留分が好ましい。具体的には、混合ブタンが、実施例において吸収剤として使用されるが、本発明はこれに限定されない。
本発明によれば、吸収剤は、特に限定されず、先行技術における周知の知識に従って当業者によって決定され得る。好ましくは、吸収剤は、Ｃ４留分および／またはＣ５留分から選択され、前記Ｃ４留分は、ｎ－ブタン、イソブタンおよびブテンのうちの少なくとも１つを含み、前記Ｃ５留分は、ｎ－ペンタン、イソペンタンおよびネオペンタンのうちの少なくとも１つを含み、Ｃ４留分が好ましい。具体的には、混合ブタンが、実施例において吸収剤として使用されるが、本発明はこれに限定されない。
【0044】
好ましくは、Ｃ２成分は、エタンおよび／またはエチレン、例えば、エタン、エチレン、エタンとエチレンとの混合物から選択される。
【0045】
本発明によれば、好ましくは、Ｃ２成分の吸収は吸収塔において行われ、より好ましくは、吸収塔の理論段数は１５～３０であり、吸収塔の運転圧力は２．５～４．６ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧであり、吸収塔の塔頂部温度は１０～６０℃であり、且つ吸収塔の塔ケトル温度は１０～７０℃である。
【0046】
例えば、特定の実施形態では、塔に入る吸収剤の温度は４０～５０℃であり、塔に入る気相の温度は約４０℃であり、工程（１）における冷却媒体は循環水であり、そして吸収塔の塔頂部温度は４０～６０℃であり；別の実施形態では、塔に入る吸収剤の温度は５～２０℃であり、塔に入る気相の温度は５～２０℃であり、工程（１）における冷却媒体は低温水であり、その結果、吸収塔の塔頂部温度は１０～３０℃である。
【0047】
本発明の特定の実施形態によれば、気相は吸収塔の底部に供給されて、吸収塔の頂部にて吸収剤と向流接触状態になり、それによって気相中のＣ２成分およびより重質な留分が吸収され、吸収テールガスは、吸収塔の頂部から排出され、境界領域外へ送り出され、吸収リッチ液は、吸収塔の塔ケトルから排出され、吸収塔ケトル液体ポンプによって加圧され、次いで圧縮ガスと混合されるために戻される。
【0048】
本発明において、吸収塔の塔ケトルから排出された吸収リッチ液は、液体分離タンク内で圧縮ガスと完全に接触し、Ｃ２～Ｃ４炭化水素の一部と他の重質成分とをその中で予め吸収し、それによって、吸収塔に入る気相の量を減少させ、吸収塔において使用される吸収剤の量を減少させ、エネルギー消費を節約する。
【0049】
本発明の好ましい実施形態によれば、冷却器に戻される前に、吸収リッチ液はまず水冷器に通されて冷却され、それによって、冷却器の負荷を低減し、エネルギー消費を節約する。
【0050】
工程（３） 液相の減圧
本発明によれば、好ましくは、減圧後の液相の圧力は、０．８～３ＭＰａＧであり、さらに好ましくは１～２ＭＰａＧであり、ここで減圧後の液相の圧力は、メタン脱着塔の運転圧力よりも高く、それにより、液相が、圧力差の作用下で自然にメタン脱着塔の上部へと流入できることを確実にする。
本発明によれば、好ましくは、減圧後の液相の圧力は、０．８～３ＭＰａＧであり、さらに好ましくは１～２ＭＰａＧであり、ここで減圧後の液相の圧力は、メタン脱着塔の運転圧力よりも高く、それにより、液相が、圧力差の作用下で自然にメタン脱着塔の上部へと流入できることを確実にする。
【0051】
本発明において、減圧は特に限定されない。一般に、液相の圧力は、フラッシュ蒸発の方法によって減ぜられ、それによって、Ｃ１～Ｃ５炭化水素成分間の相対的な揮発性を向上させる。その結果、メタン脱着塔のリボイラはより低い負荷を負い、且つメタン脱着塔の塔ケトル温度が低下し、それ故に、より低い温度レベルの熱源を使用することができ、且つ装置の蒸気消費およびエネルギー消費が節約される。
【0052】
工程（４） 液相減圧後のストリームのメタン脱着
本発明によれば、好ましくは、メタン脱着はメタン脱着塔において行われ、より好ましくは、メタン脱着塔の理論段数は２０～５０であり、メタン脱着塔の運転圧力は０．５～２．４ＭＰａＧであり、メタン脱着塔の塔頂部温度は１０～６０℃であり、且つメタン脱着塔の塔ケトル温度は３５～９０℃である。
本発明によれば、好ましくは、メタン脱着はメタン脱着塔において行われ、より好ましくは、メタン脱着塔の理論段数は２０～５０であり、メタン脱着塔の運転圧力は０．５～２．４ＭＰａＧであり、メタン脱着塔の塔頂部温度は１０～６０℃であり、且つメタン脱着塔の塔ケトル温度は３５～９０℃である。
【0053】
好ましい実施形態において、メタン脱着塔の運転圧力は１．０～１．９ＭＰａＧである。
【0054】
好ましい実施形態において、メタン脱着塔の塔頂部温度は１０～２０℃である。
【0055】
好ましい実施形態において、メタン脱着塔の塔ケトル温度は４０～７５℃である。
【0056】
本発明によれば、好ましくは、減圧後、液相は、液相中のメタンなどの軽質成分の分離および除去のために、メタン脱着塔中に通され、それによって脱着されたガスとリッチ吸収剤とが得られ、脱着されたガスは、原料メタン含有工業ガス中に戻され、混合される。
【0057】
本発明によれば、好ましくは、メタン脱着塔の頂部から排出された脱着されたガスは、コンプレッサの入口または段間に戻され、戻り位置は、原料メタン含有工業ガスの圧力、コンプレッサの段間圧力、およびメタン脱着塔の圧力に応じて決定され得る。メタン脱着塔の頂部ガスがコンプレッサによって加圧され得ることを確実にしつつ、コンプレッサのエネルギー消費は可能な限り節約されることとする。
【0058】
本発明において、メタン脱着塔は、低圧で運転されて、吸収リッチ液中のメタンをわずかなコストで留去し、それによってＣ２成分を含む生成物富化ガス中のメタン含量を減少させる。メタン脱着塔のケトル液は、リーン吸収剤を得るために、吸収剤脱着処理に供される。
【0059】
本発明によれば、好ましくは、メタン脱着塔の塔ケトルの熱源はメタン脱着塔のリボイラによって提供され、メタン脱着塔のリボイラの熱源はプロセスストリームである。具体的には、プロセスストリームは、吸収剤、リッチ吸収剤およびリーン吸収剤からなる群から選択される少なくとも１種であり、好ましくはリーン吸収剤である。
【0060】
工程（５） リッチ吸収剤の脱着分離
本発明によれば、好ましくは、脱着分離は脱着塔において行われ、より好ましくは、脱着塔の理論段数は２０～５０であり、脱着塔の運転圧力は１～２．８ＭＰａＧであり、脱着塔の塔頂部温度は２５～７０℃であり、且つ脱着塔の塔ケトル温度は９０～１６０℃である。
本発明によれば、好ましくは、脱着分離は脱着塔において行われ、より好ましくは、脱着塔の理論段数は２０～５０であり、脱着塔の運転圧力は１～２．８ＭＰａＧであり、脱着塔の塔頂部温度は２５～７０℃であり、且つ脱着塔の塔ケトル温度は９０～１６０℃である。
【0061】
本発明の好ましい実施形態によれば、リッチ吸収剤は脱着塔において脱着および分離され、Ｃ２成分を含む富化ガスは脱着塔の頂部から回収され、リーン吸収剤は脱着塔の塔ケトルから排出され、リーン吸収剤はメタン脱着の熱源として使用され、熱交換後に得られたストリームの少なくとも一部は、吸収剤中に戻され、混合される。
【0062】
本発明によれば、好ましくは、リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリームの一部は軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出され、残りの部分は吸収剤中に戻され、混合される。ここで、軽質炭化水素成分は、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５炭化水素からなる群から選択される少なくとも１種である。
【0063】
本発明によれば、Ｃ２成分を含む富化ガスは、主として、メタン、Ｃ２成分、Ｃ３成分、Ｃ４またはそれより重質な成分（すなわち、４個以上の炭素原子を有する成分）、および水を含む。
【0064】
好ましくは、富化ガスの総体積に基づいて、メタンの含有量は０～５体積％、好ましくは０～２体積％であり；Ｃ２成分の含有量は４０～８５体積％、好ましくは４５～６５体積％であり；Ｃ３成分の含有量は０～７０体積％、好ましくは１０～６０体積％であり；Ｃ４またはそれより重質な成分の含有量は０～２０体積％、好ましくは０～１０体積％であり；且つ水の含有量は０～０．５体積％である。
【0065】
従来の浅冷油吸収プロセスと比較して、本発明の方法は、約９５％以上のＣ２成分の回収率を達成することができ、装置の総エネルギー消費量を約１０％～３０％低減することができる。
【0066】
本発明に係るＣ２成分の回収方法は、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスからＣ２成分を高回収率で回収するために使用することができる。しかし、これは、得られた富化ガスにおいて、Ｃ２成分の含有量がＣ３成分の含有量よりも高くなければならないことを必ずしも示すものではない。この方法において、富化ガス中のＣ３成分の含有量はまた、原料中のＣ３成分の含有量に関係する。
【0067】
本発明に係る方法は、Ｃ３成分の回収をさらに含んでもよく、好ましくは、前記Ｃ３成分はプロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0068】
本発明に係る方法は、Ｃ２およびＣ３成分の回収を含んでもよく、好ましくは、前記Ｃ２およびＣ３成分は、エタンおよび／またはエチレン、ならびにプロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0069】
本発明に係る方法は、Ｃ４成分の回収をさらに含んでもよく、好ましくは、Ｃ４成分はブタンおよび／またはブテンを含む。
【0070】
本発明の方法の特定の実施形態では、吸収リッチ液と工程（１）において得られた液相との混合液または吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用され、得られた第１のストリームは、減圧され、次いで第２の気液分離に供されて第２の気相および第２の液相が得られ、前記第２の液相は、メタン脱着に供されて脱着されたガスおよびリッチ吸収剤が得られる。好ましくは、本発明の方法はまた、Ｃ３成分を回収することができ、好ましくは、前記Ｃ３成分はプロパンおよび／またはプロピレンを含む。好ましくは、本発明の方法は、Ｃ２およびＣ３成分を回収することができ、好ましくは、前記Ｃ２およびＣ３成分は、エタンおよび／またはエチレン、ならびにプロパンおよび／またはプロピレンを含む。好ましくは、メタン含有工業ガスは、０．１％モルを超えるＣ６またはそれより重質な成分を含む。
【0071】
本発明の方法の特定の実施形態では、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための方法を提供し、当該方法は以下の工程を含む：
（１）メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスと吸収リッチ液とを取得し、前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液を第１のストリームとして使用する；
（３）工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における前記第１のストリームを減圧した後に、ストリームを第２の気液分離に供して、第２の気相および第２の液相を取得し、前記第２の気相を工程（１）における圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤とＣ２成分（例えばＣ２およびＣ３成分）を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
（１）メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを気液分離する前に冷却して気相と液相とを取得する；
（２）前記気相を吸収剤と接触させて前記Ｃ２成分を吸収させて吸収テールガスと吸収リッチ液とを取得し、前記吸収リッチ液と工程（１）において得られた前記液相との混合液または前記吸収リッチ液を第１のストリームとして使用する；
（３）工程（２）において得られた前記第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）における前記第１のストリームを減圧した後に、ストリームを第２の気液分離に供して、第２の気相および第２の液相を取得し、前記第２の気相を工程（１）における圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤とＣ２成分（例えばＣ２およびＣ３成分）を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
【0072】
ここで、工程（１）における気液分離は、第１の気液分離をいう。「第１の気液分離」および「第２の気液分離」は、気液分離工程の順序を区別するためにのみ使用され、気液分離の重要度の意味を含むものではない。圧縮ガスが冷却された後、第１の気液分離が行われて、第１の気相と第１の液相とが得られる。
【0073】
本発明の方法の特定の実施形態では、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２およびＣ３成分を回収するための方法を提供し、当該方法は以下の工程を含む：
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを第１の気液分離を行う前に冷却して第１の気相と第１の液相とを取得する；
（２）第１の気相を吸収剤と接触させてＣ２およびＣ３成分を吸収させて吸収テールガスと吸収リッチ液とを取得し、前記吸収リッチ液と前記第１の液相との混合液または前記吸収リッチ液を第１のストリームとして使用する；
（３）工程（２）において得られた第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）において減圧された第１のストリームを第２の気液分離に供して、第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤と、Ｃ２およびＣ３成分を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
（１）原料メタン含有工業ガスを圧縮し、得られた圧縮ガスを第１の気液分離を行う前に冷却して第１の気相と第１の液相とを取得する；
（２）第１の気相を吸収剤と接触させてＣ２およびＣ３成分を吸収させて吸収テールガスと吸収リッチ液とを取得し、前記吸収リッチ液と前記第１の液相との混合液または前記吸収リッチ液を第１のストリームとして使用する；
（３）工程（２）において得られた第１のストリームを減圧する；
（４）工程（３）において減圧された第１のストリームを第２の気液分離に供して、第２の気相と第２の液相とを取得し、前記第２の気相を工程（１）における圧縮に戻し、前記第２の液相をメタン脱着に供して脱着されたガスとリッチ吸収剤とを取得し、前記脱着されたガスを工程（１）における圧縮に戻すかまたはそれを外部に排出する；
（５）前記リッチ吸収剤を脱着分離に供して、リーン吸収剤と、Ｃ２およびＣ３成分を含む富化ガスとを取得し、前記リーン吸収剤は工程（２）における前記吸収剤中に戻され、混合される。
【0074】
工程（１） メタン含有工業ガスの圧縮および冷却
本発明によれば、圧縮は特に限定されず、原料メタン含有工業ガスの圧力を２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧに昇圧させるために、通常、段階ごとの圧縮が採用される。すなわち、圧縮ガスの圧力は、２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧである。さらに好ましくは、圧縮は多段階圧縮であり、本発明において、圧縮処理の段階数に特に制限はなく、例えば、圧縮は、２段階圧縮または３段階圧縮であり得る。
本発明によれば、圧縮は特に限定されず、原料メタン含有工業ガスの圧力を２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧに昇圧させるために、通常、段階ごとの圧縮が採用される。すなわち、圧縮ガスの圧力は、２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧである。さらに好ましくは、圧縮は多段階圧縮であり、本発明において、圧縮処理の段階数に特に制限はなく、例えば、圧縮は、２段階圧縮または３段階圧縮であり得る。
【0075】
本発明によれば、冷却は特に限定されず、好ましくは、冷却の温度は５～４５℃、好ましくは１０～２０℃である。本発明において、０℃以上の温度を有する冷却媒体は、圧縮ガスを冷却するために使用され、冷却媒体は、低温水、循環水、プロピレン、アンモニアおよび液体窒素からなる群から選択される少なくとも１種であり、好ましくは低温水であり；さらに好ましくは、低温水は、臭化リチウム吸収式冷却装置によって調製され、５℃または７℃の温度を有する。具体的には、７℃の低温水が実施例において使用されるが、本発明はこれに限定されない。
【0076】
本発明によれば、好ましくは、第１の気相および第１の液相を得るために、冷却された圧縮ガスは第１の気液分離に供され、ここでは、第１の気相は、主として水素およびＣ１～Ｃ３炭化水素などの軽質成分から構成され、且つ第１の液相は、主としてＣ３～Ｃ５炭化水素などの重質成分から構成される。
【0077】
工程（２） Ｃ２成分を吸収させるための、第１の気相の吸収剤との接触
本発明によれば、吸収剤は、特に限定されず、先行技術における周知の知識に従って当業者によって決定され得る。好ましくは、吸収剤は、Ｃ４留分および／またはＣ５留分から選択され、前記Ｃ４留分は、ｎ－ブタン、イソブタンおよびブテンのうちの少なくとも１つを含み、前記Ｃ５留分は、ｎ－ペンタン、イソペンタンおよびネオペンタンうちの少なくとも１つを含み、Ｃ４留分が好ましい。具体的には、ブタンが、実施例において吸収剤として使用されるが、本発明はこれに限定されない。
本発明によれば、吸収剤は、特に限定されず、先行技術における周知の知識に従って当業者によって決定され得る。好ましくは、吸収剤は、Ｃ４留分および／またはＣ５留分から選択され、前記Ｃ４留分は、ｎ－ブタン、イソブタンおよびブテンのうちの少なくとも１つを含み、前記Ｃ５留分は、ｎ－ペンタン、イソペンタンおよびネオペンタンうちの少なくとも１つを含み、Ｃ４留分が好ましい。具体的には、ブタンが、実施例において吸収剤として使用されるが、本発明はこれに限定されない。
【0078】
本発明によれば、好ましくはＣ２およびＣ３成分の吸収は吸収塔において行われ、より好ましくは、吸収塔の理論段数は１５～３０であり、吸収塔の運転圧力は２．５～５ＭＰａＧ、好ましくは３～４．２ＭＰａＧであり、吸収塔の塔頂部温度は１０～３０℃であり、且つ吸収塔の塔ケトル温度は１０～６０℃である。
【0079】
好ましくは、Ｃ２およびＣ３成分は、エタンおよび／またはエチレン、ならびにプロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0080】
本発明によれば、第１の気相は高圧下で吸収され、これはＣ２およびＣ３成分の吸収ならびに使用される吸収剤の量の削減に有利である。
【0081】
本発明の特定の実施形態によれば、第１の気相は、吸収塔の底部に供給されて、吸収塔の頂部にて吸収剤と向流接触状態になり、それによって第１の気相中のＣ２、Ｃ２、およびＣ３、ならびにより重質な留分が吸収される。吸収テールガスは、吸収塔の頂部から排出され、境界領域外へ送り出され、吸収リッチ液は、第１のストリームを得るために吸収塔の塔ケトルから排出され、第１の液相と混合されるか、または吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用される。
【0082】
工程（３） 第１のストリームの減圧
好ましくは、減圧後の第１のストリームの圧力は０．５～２．４ＭＰａＧ、好ましくは０．８～２ＭＰａＧである。
好ましくは、減圧後の第１のストリームの圧力は０．５～２．４ＭＰａＧ、好ましくは０．８～２ＭＰａＧである。
【0083】
本発明において、減圧処理は特に限定されない。一般に、第１のストリームの圧力は、フラッシュ蒸発の方法によって減ぜられ、それによって、Ｃ１～Ｃ５炭化水素成分間の相対的な揮発性を向上させる。その結果、メタン脱着塔のリボイラはより低い負荷を負い、且つメタン脱着塔の塔ケトル温度が低下し、それ故に、より低い温度レベルの熱源を使用することができ、且つ装置の蒸気消費およびエネルギー消費が節約される。
【0084】
本発明の好ましい実施形態によれば、第１のストリームの減圧処理の前に、第１のストリームは、第１のストリームの温度を低下させるために冷却処理に供され、それによって第２の液体分離タンクの気相体積およびコンプレッサの負荷が軽減される。
【0085】
本発明の好ましい実施形態によれば、第１のストリームが減圧された後、第１のストリームは、第１のストリームの温度を低下させるために冷却処理に供され、それによって第２の液体分離タンクの気相体積およびコンプレッサの負荷が軽減される。
【0086】
本発明によれば、具体的には、冷却処理は特に限定されず、一般に、冷却のために冷却器が用いられ、好ましくは、第１のストリームの温度は５～４０℃、好ましくは５～１５℃である。
【0087】
工程（４） 減圧された第１のストリームの第２の気液分離、および第２の液相のメタン脱着
本発明の好ましい実施形態によれば、冷却処理および減圧処理後の第１のストリームは、第２の気液分離のために第２の液体分離タンクに供給されて、第２の気相および第２の液相が取得され、第２の気相は、コンプレッサの入口または段間に戻され、前記第２の液相は、メタン脱着に供され；ここで、第２の気相は、主に、Ｃ２またはより軽質な成分を有する軽質成分から構成され、第２の液相は、主に、Ｃ２またはより重質な成分を有する重質成分から構成される。
本発明の好ましい実施形態によれば、冷却処理および減圧処理後の第１のストリームは、第２の気液分離のために第２の液体分離タンクに供給されて、第２の気相および第２の液相が取得され、第２の気相は、コンプレッサの入口または段間に戻され、前記第２の液相は、メタン脱着に供され；ここで、第２の気相は、主に、Ｃ２またはより軽質な成分を有する軽質成分から構成され、第２の液相は、主に、Ｃ２またはより重質な成分を有する重質成分から構成される。
【0088】
本発明において、第２の液相は、メタン脱着塔においてメタン脱着に供され、得られた脱着されたガスは、コンプレッサの入口／段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、吸収剤脱着分離に供され、ここで、脱着されたガスは、主に、メタンなどの軽質成分から構成され、リッチ吸収剤は、主に、Ｃ２およびＣ３成分を含む吸収剤から構成される。
【0089】
本発明において、第２の気相および脱着されたガスは、コンプレッサの入口または段間に戻され、戻り位置は、原料メタン含有工業ガスの圧力、コンプレッサの段間圧力およびメタン脱着塔の圧力に応じて決定され得る。メタン脱着塔の頂部から排出された脱着されたガスがコンプレッサによって加圧され得ることを確実にしつつ、コンプレッサのエネルギー消費は可能な限り節約されることとする。
【0090】
本発明によれば、好ましくは、メタン脱着は、メタン脱着塔において行われ；より好ましくは、メタン脱着塔の理論段数は２０～５０であり、メタン脱着塔の運転圧力は０．５～２．４ＭＰａＧであり、メタン脱着塔の塔頂部温度は１０～４０℃であり、且つメタン脱着塔の塔ケトル温度は３５～１００℃である。
【0091】
好ましい実施形態において、メタン脱着塔の運転圧力は１．０～１．９ＭＰａＧである。
【0092】
好ましい実施形態において、メタン脱着塔の塔頂部温度は１０～２０℃である。
【0093】
好ましい実施形態において、メタン脱着塔の塔ケトル温度は４０～７５℃である。
【0094】
好ましくは、メタン脱着塔は、低圧で運転されて、第２の液相中のメタンをわずかなコストで留去し、それによって富化ガス中のメタン含量を減少させる。メタン脱着塔の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤は、リーン吸収剤を得るために、吸収剤脱着処理に供される。
【0095】
好ましくは、メタン脱着塔の塔ケトルの熱源は、メタン脱着塔のリボイラによって提供され、メタン脱着塔のリボイラの熱源はプロセスストリームである。具体的には、プロセスストリームは、吸収剤、リッチ吸収剤およびリーン吸収剤からなる群から選択される少なくとも１種であり、好ましくはリーン吸収剤である。
【0096】
工程（５）リッチ吸収剤の脱着分離
本発明によれば、好ましくは、脱着分離は、脱着塔において行われ、より好ましくは脱着塔の理論段数は２０～５０であり、脱着塔の運転圧力は１～２．８ＭＰａＧであり、脱着塔の塔頂部温度は１５～７０℃であり、且つ脱着塔の塔ケトル温度は９０～２００℃である。
本発明によれば、好ましくは、脱着分離は、脱着塔において行われ、より好ましくは脱着塔の理論段数は２０～５０であり、脱着塔の運転圧力は１～２．８ＭＰａＧであり、脱着塔の塔頂部温度は１５～７０℃であり、且つ脱着塔の塔ケトル温度は９０～２００℃である。
【0097】
本発明の特定の実施形態によれば、リッチ吸収剤は、脱着塔において脱着および分離され、主にＣ２およびＣ３成分から構成された富化ガスは、脱着塔の頂部から回収され、リーン吸収剤は、脱着塔の塔ケトルから排出されてメタン脱着塔の塔ケトルのための熱を提供し、リーン吸収剤の熱交換後に得られた第２のストリームの少なくとも一部は、吸収剤中に戻され、混合される。
【0098】
好ましくは、リーン吸収剤の熱交換後に得られた第２のストリームの一部は、軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出され、残りの部分は吸収剤中に戻され、混合される。ここで、軽質炭化水素成分は、Ｃ４およびＣ５炭化水素からなる群から選択される少なくとも１種である。
【0099】
本発明の方法によれば、Ｃ２およびＣ３成分を含む富化ガスは、主として、メタン、Ｃ２成分、Ｃ３成分、Ｃ４またはそれより重質な成分、および水を含む。
【0100】
好ましくは、富化ガスの総体積に基づいて、メタンの含有量は０～５体積％、好ましくは０～２体積％であり；Ｃ２成分の含有量は３０～７０体積％、好ましくは４０～６０体積％であり；Ｃ３成分の含有量は２０～７０体積％、好ましくは３０～６０体積％であり；Ｃ４またはより重質な成分の含有量は０～２０体積％、好ましくは０～１０体積％であり、且つ水の含有量は０～０．５体積％である。
【0101】
従来の浅冷油吸収プロセスと比較して、本発明の方法は、約９５％以上のＣ２成分またはＣ２およびＣ３成分の回収率を達成することができ、装置の総エネルギー消費量を約１０％～３０％低減することができる。
【0102】
本発明に係る方法は、ブタンおよび／またはブテンを含む、Ｃ４成分の回収をさらに含んでもよい。
【0103】
本発明によれば、２つの気液分離工程は、乾性ガスなどのより重質なメタン含有工業ガスの回収に適している。本発明に係るＣ２成分またはＣ２およびＣ３成分の回収のための方法に基づき、気液分離工程を加えることによって、それは、より重質なメタン含有工業ガスの処理に適し、それによって、必要に応じてＣ４成分をさらに回収することに適していることが理解されるであろう。メタン含有工業ガス中の重質成分の量に応じて、気液分離工程を増加または減少させることができ、吸収工程およびメタン脱着工程と組み合わせて、必要に応じてＣ２～Ｃ４成分を回収することが理解されるであろう。
【0104】
第２の態様において、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置を提供し、当該装置は、コンプレッサ、冷却器、液体分離タンク、吸収塔、メタン脱着塔および脱着塔を含み；
前記コンプレッサは、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記液体分離タンクは順に接続されており；
前記吸収塔は、前記液体分離タンクの頂部から排出された気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が前記液体分離タンクの頂部および前記冷却器にそれぞれ接続され、吸収テールガスは前記吸収塔の頂部から排出され、吸収リッチ液は前記吸収塔の塔ケトルから排出され、前記冷却器に戻され；
前記メタン脱着塔は、減圧後に前記液体分離タンクの底部から排出された液相のメタン脱着のために、その上部、頂部および底部が、それぞれ、前記液体分離タンクの底部、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、次いで脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
前記コンプレッサは、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記液体分離タンクは順に接続されており；
前記吸収塔は、前記液体分離タンクの頂部から排出された気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が前記液体分離タンクの頂部および前記冷却器にそれぞれ接続され、吸収テールガスは前記吸収塔の頂部から排出され、吸収リッチ液は前記吸収塔の塔ケトルから排出され、前記冷却器に戻され；
前記メタン脱着塔は、減圧後に前記液体分離タンクの底部から排出された液相のメタン脱着のために、その上部、頂部および底部が、それぞれ、前記液体分離タンクの底部、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、次いで脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
【0105】
本発明によれば、好ましくは、前記装置は、メタン脱着塔リボイラをさらに含み；前記メタン脱着塔リボイラは、前記脱着塔の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いて前記メタン脱着塔の塔ケトルのための熱を提供するために、前記脱着塔の底部、前記メタン脱着塔の下部および底部、ならびに前記吸収塔の頂部にそれぞれ接続され、前記リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリームの少なくとも一部は、前記吸収塔の頂部に戻される。
【0106】
好ましくは、前記メタン脱着塔リボイラはまた、後処理ユニットに接続され、後処理ユニットは、前記メタン脱着塔リボイラから排出された前記リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリームの一部を、後処理のための軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出すために使用され、残りの部分は、前記吸収塔の頂部に戻される。
【0107】
好ましくは、軽質炭化水素成分は、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５炭化水素からなる群から選択される少なくとも１種である。
【0108】
好ましくは、メタン脱着塔の上部は、メタン脱着塔の１／２０～１／５である。
【0109】
好ましくは、メタン脱着塔の下部は、メタン脱着塔の４／５～５／６である。
【0110】
好ましくは、脱着塔の中間部は、脱着塔の１／６～２／３である。
【0111】
本発明に係る装置はまた、Ｃ３成分を回収することができ、好ましくは、前記Ｃ３成分は、プロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0112】
本発明に係る装置はまた、Ｃ４成分を回収することができ、好ましくは、前記Ｃ４成分は、ブタンおよび／またはブテンを含む。
【0113】
第３の態様において、本発明は、メタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置を提供し、当該装置は、コンプレッサ、冷却器、第１の液体分離タンク、吸収塔、第２の液体分離タンク、メタン脱着塔および脱着塔を含み；
前記コンプレッサは、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記第１の液体分離タンクは順に接続され；
前記吸収塔は、前記第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が前記第１の液体分離タンクの頂部および前記第２の液体分離タンクの中間部にそれぞれ接続され、吸収テールガスおよび吸収リッチ液は、吸収塔の頂部および塔ケトルからそれぞれ排出され、吸収リッチ液と前記第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相との混合液または吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用され、前記第１のストリームは減圧され、次いで第２の気液分離のために前記第２の液体分離タンクの中間部に通され；
前記第２の液体分離タンクは、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記メタン脱着塔の上部に接続され、第２の気相は、前記第２の液体分離タンクの頂部から排出され、前記コンプレッサの入口または段間に戻され、第２の液相は、前記第２の液体分離タンクの底部から排出され、メタン脱着のために前記メタン脱着塔の上部に通され；
前記メタン脱着塔は、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
前記コンプレッサは、乾性ガスなどのメタン含有工業ガスのパイプラインに接続され、前記コンプレッサ、前記冷却器および前記第１の液体分離タンクは順に接続され；
前記吸収塔は、前記第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が前記第１の液体分離タンクの頂部および前記第２の液体分離タンクの中間部にそれぞれ接続され、吸収テールガスおよび吸収リッチ液は、吸収塔の頂部および塔ケトルからそれぞれ排出され、吸収リッチ液と前記第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相との混合液または吸収リッチ液は、第１のストリームとして使用され、前記第１のストリームは減圧され、次いで第２の気液分離のために前記第２の液体分離タンクの中間部に通され；
前記第２の液体分離タンクは、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記メタン脱着塔の上部に接続され、第２の気相は、前記第２の液体分離タンクの頂部から排出され、前記コンプレッサの入口または段間に戻され、第２の液相は、前記第２の液体分離タンクの底部から排出され、メタン脱着のために前記メタン脱着塔の上部に通され；
前記メタン脱着塔は、その頂部および底部が、それぞれ、前記コンプレッサおよび前記脱着塔の中間部に接続され、脱着されたガスは、前記メタン脱着塔の頂部から排出され、前記コンプレッサの入口もしくは段間に戻されるかまたは外部に排出され、リッチ吸収剤は、前記メタン脱着塔の塔ケトルから排出され、脱着分離のために前記脱着塔の中間部に通され；
前記脱着塔は、その底部が前記吸収塔の頂部に接続され、リーン吸収剤は、前記脱着塔の塔ケトルから排出され、前記吸収塔の頂部に戻され、Ｃ２およびＣ３成分などのＣ２成分を含む富化ガスは、前記脱着塔の頂部から回収される。
【0114】
本発明によれば、好ましくは、前記装置は、メタン脱着塔リボイラをさらに含み；メタン脱着塔リボイラは、前記脱着塔の塔ケトルから排出された前記リーン吸収剤を用いて前記メタン脱着塔の塔ケトルのための熱を提供するために、前記脱着塔の底部、前記メタン脱着塔の下部および底部、ならびに前記吸収塔の頂部にそれぞれ接続され、前記リーン吸収剤の熱交換後に得られた（第２の）ストリームの少なくとも一部は、前記吸収塔の頂部に戻される。
【0115】
好ましくは、メタン脱着塔リボイラはまた、後処理ユニットに接続され、後処理ユニットは、メタン脱着塔リボイラから排出されたリーン吸収剤の熱交換後に得られた（第２の）ストリームの一部を、後処理のための軽質炭化水素成分として境界領域外へ送り出すために使用され、残りの部分は、前記吸収塔の頂部に戻される。
【0116】
好ましくは、軽質炭化水素成分は、Ｃ４およびＣ５炭化水素からなる群から選択される少なくとも１種である。
【0117】
好ましくは、第２の液体分離タンクの中間部は、第２の液体分離タンクの１／３～２／３である。
【0118】
好ましくは、メタン脱着塔の上部は、メタン脱着塔の１／２０～１／５である。
【0119】
好ましくは、メタン脱着塔の下部は、メタン脱着塔の４／５～５／６である。
【0120】
好ましくは、脱着塔の中間部は、脱着塔の１／６～２／３である。
【0121】
本発明に係る装置はまた、Ｃ３成分を回収することができ、好ましくは、前記Ｃ３成分は、プロパンおよび／またはプロピレンを含む。
【0122】
本発明に係る装置はまた、Ｃ４成分を回収することができ、好ましくは、Ｃ４成分は、ブタンおよび／またはブテンを含む。
【0123】
本発明によって提供される、乾性ガスのなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置は、図１を参照することによって詳細に説明されるであろう。本装置は、コンプレッサ２、冷却器３、液体分離タンク４、吸収塔５、メタン脱着塔７および脱着塔９を含む。コンプレッサ２、冷却器３および液体分離タンク４は、順に接続され；コンプレッサ２は、製油所乾性ガスなどのメタン含有工業ガス１のパイプラインに接続され；吸収塔５は、液体分離タンクによって生成された気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が液体分離タンク４の頂部および冷却器３にそれぞれ接続されており、吸収テールガス１４は、吸収塔５の頂部から排出され、吸収リッチ液は、吸収塔５の塔ケトルから排出され、吸収塔ケトル液体ポンプ６によって加圧され、次いで、冷却器３に戻され；メタン脱着塔７は、減圧後に液体分離タンク４によって生成された液相のメタン脱着のために、その上部、頂部および底部が、それぞれ、液体分離タンク４の底部、コンプレッサ２および脱着塔９に接続されており、脱着されたガスは、メタン脱着塔７の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、リッチ吸収剤は、メタン脱着塔７の塔ケトルから排出され、吸収剤ポンプ８によって加圧され、次いで脱着分離のために脱着塔９の中間部に通され；脱着塔９は、その底部が吸収塔５の頂部に接続されており、リーン吸収剤は、脱着塔の塔ケトルから排出され、吸収塔５の頂部に戻され、Ｃ２成分を含む富化ガス１０は、脱着塔９の頂部から回収される。
【0124】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記装置は、メタン脱着塔リボイラ１５をさらに含み；メタン脱着塔リボイラ１５は、脱着塔９の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いてメタン脱着塔７の塔ケトルのための熱を提供するために、脱着塔９の底部、メタン脱着塔７の下部および底部、ならびに吸収塔５の頂部にそれぞれ接続され、リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリーム１３の一部は、後処理のために軽質炭化水素成分１２として境界領域外へ送り出され、残りの部分は、吸収塔５の頂部に戻される。
【0125】
本発明によって提供される、乾性ガスなどのメタン含有工業ガス中のＣ２成分を回収するための装置は、図２を参照することによって詳細に説明されるであろう。本装置は、コンプレッサ２、冷却器３、第１の液体分離タンク４、吸収塔５、第２の液体分離タンク７、メタン脱着塔８および脱着塔１１を含み；コンプレッサ２、冷却器３および第１の液体分離タンク４は、順に接続され、コンプレッサ２は、製油所乾性ガスなどのメタン含有工業ガス１に接続され；吸収塔５は、第１の液体分離タンク４の頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために、その底部が第１の液体分離タンク４の頂部および第２の液体分離タンク７の中間部にそれぞれ接続されており、吸収テールガス１５は、吸収塔５の頂部から排出され、吸収リッチ液は、吸収塔５の塔ケトルから排出され、第１の液体分離タンク４の底部から排出された第１の液相と混合されて、第１のストリームが得られ；第２の液体分離タンク７は、脱着塔フィード冷却器６による冷却後の減圧された第１のストリームの第２の気液分離のために、その頂部および底部がコンプレッサ２およびメタン脱着塔８の上部にそれぞれ接続され、第２の気相は、第２の液体分離タンク７の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、第２の液相は、第２の液体分離タンク７の底部から排出され、メタン脱着塔８の上部に通され；メタン脱着塔８は、第２の液体分離タンク７の底部から排出された第２の液相のメタン脱着のために、その頂部および底部が、コンプレッサ２および脱着塔１１の中間部にそれぞれ接続され、脱着されたガスは、メタン脱着塔８の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、リッチ吸収剤は、メタン脱着塔８の塔ケトルから排出され、リッチ吸収剤ポンプ１０によって加圧され、脱着塔１１の中間部に通され；脱着塔１１は、メタン脱着塔８の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤の脱着分離のために、その底部が吸収塔５の頂部に接続されており、Ｃ２成分を含む富化ガス１３は、脱着塔１１の頂部から回収され、リーン吸収剤は、脱着塔１１の塔ケトルから排出され、吸収塔５の頂部に戻される。
【0126】
本発明の好ましい実施形態によれば、本装置は、メタン脱着塔リボイラ９をさらに含み、メタン脱着塔リボイラ９は、脱着塔１１の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いてメタン脱着塔８の塔ケトルのための熱を提供するために、メタン脱着塔８の下部および底部、ならびに吸収塔５の頂部にそれぞれ接続され、リーン吸収剤の熱交換後に得られた第２のストリーム１６の一部は、後処理のための軽質炭化水素成分１４として境界領域外に送り出され、残りの部分は、吸収塔５の頂部に戻される。
【0127】
従来技術と比較して、本発明によって提供される、メタン含有工業ガス中のＣ２～Ｃ４成分（Ｃ２成分、またはＣ２およびＣ３成分、またはＣ２、Ｃ３およびＣ４成分を含むが、これらに限定されない）を回収するための方法および装置の利点および有益な効果には以下が含まれるが、これらに限定されない：
（１）高圧でのＣ２～Ｃ４成分吸収、低圧でのメタン脱着および脱着分離を採用することによって、本発明は、吸収剤の量を減少させ、且つ吸収剤脱着のエネルギー消費を減少させるだけでなく、低圧下でのＣ１～Ｃ５炭化水素成分間の相対的な揮発性の向上によって、メタン脱着塔リボイラの負荷およびメタン脱着塔の塔ケトル温度を減少させる。その結果、メタン脱着塔リボイラは、装置内のプロセスストリーム（脱着塔ケトルからのリーン吸収剤）をのみを熱源として必要とし、これは、装置の蒸気消費およびエネルギー消費を大幅に節約する。
（１）高圧でのＣ２～Ｃ４成分吸収、低圧でのメタン脱着および脱着分離を採用することによって、本発明は、吸収剤の量を減少させ、且つ吸収剤脱着のエネルギー消費を減少させるだけでなく、低圧下でのＣ１～Ｃ５炭化水素成分間の相対的な揮発性の向上によって、メタン脱着塔リボイラの負荷およびメタン脱着塔の塔ケトル温度を減少させる。その結果、メタン脱着塔リボイラは、装置内のプロセスストリーム（脱着塔ケトルからのリーン吸収剤）をのみを熱源として必要とし、これは、装置の蒸気消費およびエネルギー消費を大幅に節約する。
【0128】
（２）Ｃ４留分および／またはＣ５留分吸収プロセスおよびメタン脱着プロセスは、２つの塔において独立して行われ、相互の影響はほとんどなく、逆混合はない。吸収プロセスおよびメタン脱着プロセスは、それぞれ理想的な条件で操作され、すなわち、高圧および低温は吸収に有利であり、吸収剤は少量で使用され、蒸留塔の処理量は少なく；低圧はメタンの蒸留に有利である。
【0129】
（３）メタン脱着塔リボイラの負荷は、運転圧力の低下に伴って減少するので、メタン脱着塔の頂部の脱着されたガスをコンプレッサの入口または段間に戻すことに関しては、メタン脱着塔の圧力は制御され得る。その結果、メタン脱着塔リボイラは、脱着塔ケトルのリーン吸収剤の廃熱を消費するだけであり、同時に、コンプレッサのエネルギー消費が最小限に増加し、それによって装置の総エネルギー消費が最小限にされる。
【0130】
（４）装置内のプロセスストリームは、メタン脱着塔リボイラの熱源として使用される。メタン脱着塔へのフィードが変動すると、そのリボイラの負荷における変化は、装置の総エネルギー消費にほとんど影響を与えず、これは、装置の操作の柔軟性を高める。
【0131】
（５）メタン含有工業ガス中のＣ２～Ｃ４成分は、吸収剤として、Ｃ４留分および／またはＣ５留分を用いることによって吸収塔において吸収され、吸収剤原料は、入手が容易であり、且つ低コストである。
【0132】
（６）プロセスフローは、圧縮および冷却、吸収および精留操作のために、５～１５℃の最低温度を有し、プロピレン冷却コンプレッサを必要とせず、冷却能力を提供するために臭化リチウム冷却ユニットを使用することができ、乾燥装置を要求せず、投資が低く、操作が簡素であり、且つエネルギー消費が低い。
【0133】
（５）Ｃ２～Ｃ４成分の回収率は、９５％以上に到達することができ、得られた、Ｃ２成分を含む富化ガス、Ｃ２およびＣ３成分を含む富化ガス、またはＣ２、Ｃ３およびＣ４成分を含む富化ガスは、例えば、エタン分解炉またはガス分離ユニットのための原料として使用され得る。
【0134】
（６）吸収塔の吸収リッチ液は、液体分離タンク内の圧縮ガスと完全に接触され、その中のＣ２～Ｃ４および他の重質成分の一部を予め吸収し、それによって吸収塔に入る気相の量を減少させ、吸収塔における吸収剤の量を減少させ、且つエネルギー消費を節約する。
【0135】
（７）第１の液相と吸収リッチ液とを混合した後に得られた第１のストリームをメタン脱着に供する前に、第２の液体分離タンクは、減圧プロセスにおいて第１のストリームからフラッシュされた気相を予め分離するように配置され、その結果、全気相分離プロセスがメタン脱着塔において進行することを防止し、それによってメタン脱着塔によって要求される気相空間の５０％を節約し、且つ設備投資を節約する。
【0136】
〔実施例〕
本発明の理解を容易にするために、具体的な実施例によって以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の理解を容易にするために、具体的な実施例によって以下に本発明を詳細に説明する。
【0137】
実施例１および比較例１
実施例１および比較例１において、原料として製油所乾性ガスを使用し、本発明の方法および典型的な浅冷油吸収プロセスによってそれぞれ処理して、Ｃ２成分を回収した。製油所からの乾性ガスの組成およびプロセスパラメータを表１に示した。
実施例１および比較例１において、原料として製油所乾性ガスを使用し、本発明の方法および典型的な浅冷油吸収プロセスによってそれぞれ処理して、Ｃ２成分を回収した。製油所からの乾性ガスの組成およびプロセスパラメータを表１に示した。
【0138】
【表1】
【0139】
実施例１
本発明のＣ２成分を回収するための乾性ガスの油吸収および分離のための方法および装置を説明するために、実施例１を用いた。
本発明のＣ２成分を回収するための乾性ガスの油吸収および分離のための方法および装置を説明するために、実施例１を用いた。
【0140】
本装置は、コンプレッサ２、冷却器３、液体分離タンク４、吸収塔５、メタン脱着塔７、脱着塔９、およびメタン脱着塔リボイラ１５を備え；
コンプレッサ２、冷却器３および液体分離タンク４は順に接続され；コンプレッサ２は、製油所乾性ガス１のパイプラインに接続され；
吸収塔５は、その底部が液体分離タンク４の頂部および冷却器３にそれぞれ接続されており、液体分離タンクによって生成された気相を吸収剤と向流で接触させるために用いられ、吸収テールガス１４は、吸収塔５の頂部から排出され、吸収リッチ液は、吸収塔５の塔ケトルから排出され、吸収塔ケトル液体ポンプ６によって加圧された後、冷却器３に戻され；
メタン脱着塔７は、その上部、頂部および底部が、それぞれ、液体分離タンク４の底部、コンプレッサ２および脱着塔９に接続され、減圧後に液体分離タンク４によって生成された液相のメタン脱着のために使用され、脱着されたガスは、メタン脱着塔７の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、リッチ吸収剤は、メタン脱着塔７の塔ケトルから排出され、リッチ吸収剤ポンプ８によって加圧された後に脱着塔９の中間部に入れられ；
脱着塔９は、底部がメタン脱着塔リボイラ１５に接続され、メタン脱着塔７の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤の脱着分離のために用いられ、Ｃ２成分を含む富化ガス１０は、脱着塔９の頂部から回収され、リーン吸収剤は、脱着塔９の塔ケトルから排出され、メタン脱着塔リボイラ１５の熱源として供給され；
メタン脱着塔リボイラ１５は、メタン脱着塔７の下部および底部、ならびに吸収塔５の頂部にそれぞれ接続され、脱着塔９の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いてメタン脱着塔７の塔ケトルのための熱を提供するために使用され、リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリーム１３の一部は、後処理のために軽質炭化水素成分１２として境界領域から送り出され、残りの部分は吸収塔５の頂部に戻された。
コンプレッサ２、冷却器３および液体分離タンク４は順に接続され；コンプレッサ２は、製油所乾性ガス１のパイプラインに接続され；
吸収塔５は、その底部が液体分離タンク４の頂部および冷却器３にそれぞれ接続されており、液体分離タンクによって生成された気相を吸収剤と向流で接触させるために用いられ、吸収テールガス１４は、吸収塔５の頂部から排出され、吸収リッチ液は、吸収塔５の塔ケトルから排出され、吸収塔ケトル液体ポンプ６によって加圧された後、冷却器３に戻され；
メタン脱着塔７は、その上部、頂部および底部が、それぞれ、液体分離タンク４の底部、コンプレッサ２および脱着塔９に接続され、減圧後に液体分離タンク４によって生成された液相のメタン脱着のために使用され、脱着されたガスは、メタン脱着塔７の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、リッチ吸収剤は、メタン脱着塔７の塔ケトルから排出され、リッチ吸収剤ポンプ８によって加圧された後に脱着塔９の中間部に入れられ；
脱着塔９は、底部がメタン脱着塔リボイラ１５に接続され、メタン脱着塔７の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤の脱着分離のために用いられ、Ｃ２成分を含む富化ガス１０は、脱着塔９の頂部から回収され、リーン吸収剤は、脱着塔９の塔ケトルから排出され、メタン脱着塔リボイラ１５の熱源として供給され；
メタン脱着塔リボイラ１５は、メタン脱着塔７の下部および底部、ならびに吸収塔５の頂部にそれぞれ接続され、脱着塔９の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いてメタン脱着塔７の塔ケトルのための熱を提供するために使用され、リーン吸収剤の熱交換後に得られたストリーム１３の一部は、後処理のために軽質炭化水素成分１２として境界領域から送り出され、残りの部分は吸収塔５の頂部に戻された。
【0141】
本方法は、以下の工程を含んでいた：
（１）１．２ＭＰａＧの圧力を有する製油所乾性ガスをコンプレッサに入れた。３段階圧縮処理後に、圧縮乾性ガスは、３．９ＭＰａＧの圧力を有していた。吸収塔の吸収リッチ液（１１８ｔ／ｈ）と合わせた後に、加圧した乾性ガスを、冷却器を通して、臭化リチウム吸収式冷却装置によって調製した７℃の冷却水で１５℃に冷却し、気液分離のために液体分離タンクに送った。液体分離タンクの頂部の気相を吸収塔の底部に送り、液体分離タンクの底部の液相を１．５ＭＰａＧに減圧し、次いで、処理のためにメタン脱着塔に送った。
（１）１．２ＭＰａＧの圧力を有する製油所乾性ガスをコンプレッサに入れた。３段階圧縮処理後に、圧縮乾性ガスは、３．９ＭＰａＧの圧力を有していた。吸収塔の吸収リッチ液（１１８ｔ／ｈ）と合わせた後に、加圧した乾性ガスを、冷却器を通して、臭化リチウム吸収式冷却装置によって調製した７℃の冷却水で１５℃に冷却し、気液分離のために液体分離タンクに送った。液体分離タンクの頂部の気相を吸収塔の底部に送り、液体分離タンクの底部の液相を１．５ＭＰａＧに減圧し、次いで、処理のためにメタン脱着塔に送った。
【0142】
（２）吸収塔において、製油所混合ブタンを吸収剤として使用し（吸収剤の循環量は１０５ｔ／ｈであった）、塔の頂部から注入して、フィードガス中のＣ２留分およびより重質な成分を吸収させた。吸収塔は、理論段数２０、運転圧力３．８ＭＰａＧ、塔頂部温度１７℃、および塔ケトル温度２２℃を有していた。吸収塔ケトルの液相を吸収塔ケトル液体ポンプによって４ＭＰａＧに加圧し、冷却器に戻す前にコンプレッサ出口からの気相と合せた。吸収塔の頂部の未吸収テールガスを境界領域外へ送り出し、境界領域外の吸収剤回収ユニットに送った。
【0143】
（３）液体分離タンクの底部の液相を１．８ＭＰａＧに減圧し、圧力差の作用下でメタン脱着塔の頂部に入れて、塔フィード中のメタンなどの軽質成分を除去した。メタン脱着塔は、理論段数３０、運転圧力１．５ＭＰａＧ、塔頂部温度１３℃、塔ケトル温度６７℃を有していた。メタン脱着塔の頂部の気相をコンプレッサの入口に戻し、メタン脱着塔の塔ケトルから排出された材料をリッチ吸収剤ポンプによって２．５ＭＰａＧに加圧し、脱着塔の中間部に送った。
【0144】
（４）脱着塔は、理論段数４０、運転圧力２．０ＭＰａＧ、塔頂部温度５６℃、塔ケトル温度１０９℃を有していた。脱着塔を低圧水蒸気によって加熱し、Ｃ２成分を含む富化ガスを塔の頂部で取得し、エタン分解炉に原料として送り、脱着塔ケトルのリーン吸収剤（１０９℃の温度を有し、吸収剤循環ポンプによって４．４ＭＰａＧに加圧された）は、メタン脱着塔リボイラのための熱を提供し、熱交換後に得られたストリームを再循環のために吸収塔に戻し、同時に、Ｃ３～Ｃ５炭化水素で主に構成された軽質炭化水素生成物のストリームを抜き出して境界領域外へ送り出し、エチレン設備の分解炉に原料として送った。
【0145】
この実施例の方法では、Ｃ２成分と軽質炭化水素成分とを含む富化ガスが得られ、その組成およびプロセスパラメータを表２に示した。ここでは、Ｃ２回収率は９８．３％であった。
【0146】
【表2】
【0147】
比較例１
表１中の製油所乾性ガスを、ＣＮ１０９５５３５０４Ａにおける典型的な浅冷油吸収プロセスを使用することによって回収した。比較例１において採用した方法は、主に、Ｃ４吸収剤による吸収およびメタン脱着プロセスが１つの吸収－スチーミング塔において実施され、且つ運転圧力が近かった点で実施例１と異なっていた。メタン脱着法は比較的高い圧力を伴っていたため、塔ケトル温度は比較的高く、低圧蒸気をメタン脱着プロセスにおける塔ケトルリボイラの熱源として使用した。
表１中の製油所乾性ガスを、ＣＮ１０９５５３５０４Ａにおける典型的な浅冷油吸収プロセスを使用することによって回収した。比較例１において採用した方法は、主に、Ｃ４吸収剤による吸収およびメタン脱着プロセスが１つの吸収－スチーミング塔において実施され、且つ運転圧力が近かった点で実施例１と異なっていた。メタン脱着法は比較的高い圧力を伴っていたため、塔ケトル温度は比較的高く、低圧蒸気をメタン脱着プロセスにおける塔ケトルリボイラの熱源として使用した。
【0148】
この比較例１の方法では、Ｃ２成分を含む富化ガスが得られ、その組成を表３に示した。ここでは、Ｃ２回収率は９８．３％であった。本発明と、従来技術における典型的な浅冷油吸収プロセスおよび極低温分離法の技術的解決策との比較データを表４に示す。
【0149】
【表3】
【0150】
【表4】
【0151】
表２～４から分かるように、本発明のプロセスストリームの最低温度は５～１５℃であり、低温レベルプロピレン冷却能力もプロピレン冷却装置および乾燥装置も必要とされず、従って、設備投資が少なかった。従来の浅冷油吸収プロセスと比較して、同じ高いＣ２回収率を得る条件で、メタン脱着プロセスの圧力を低減することによって、本発明は、プロセスに要するエネルギー消費を大幅に削減し、同時に熱媒体のグレードを下げ、装置内の熱プロセスストリームを利用してメタン脱着塔の全ての熱を提供することができ、これによって装置外から導入した低圧蒸気の消費を節約し、装置の総エネルギー消費を１７．８％削減する。
【0152】
実施例２および比較例２
実施例２および比較例２において、製油所乾性ガスを原料として使用し、本発明の方法および典型的な浅冷油吸収プロセスによってそれぞれ処理して、Ｃ２およびＣ３成分を回収した。製油所からの乾性ガスの組成およびプロセスパラメータを表５に示した。
実施例２および比較例２において、製油所乾性ガスを原料として使用し、本発明の方法および典型的な浅冷油吸収プロセスによってそれぞれ処理して、Ｃ２およびＣ３成分を回収した。製油所からの乾性ガスの組成およびプロセスパラメータを表５に示した。
【0153】
【表5】
【0154】
実施例２
本発明のＣ２およびＣ３成分を回収するための乾性ガスの油吸収および分離のための方法および装置を説明するために、実施例２を用いた。
本発明のＣ２およびＣ３成分を回収するための乾性ガスの油吸収および分離のための方法および装置を説明するために、実施例２を用いた。
【0155】
本装置は、コンプレッサ２、冷却器３、第１の液体分離タンク４、吸収塔５、第２の液体分離タンク７、メタン脱着塔８、メタン脱着塔リボイラ９および脱着塔１１を備え；
コンプレッサ２、冷却器３および第１の液体分離タンク４は順に接続され、コンプレッサ２は、製油所乾性ガス１に接続され；
吸収塔５は、その底部が第１の液体分離タンク４の頂部および第２の液体分離タンク７の中間部にそれぞれ接続され、第１の液体分離タンク４の頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために用いられ、吸収テールガス１５は、吸収塔５の頂部から排出され、吸収リッチ液は、吸収塔５の塔ケトルから排出され、第１の液体分離タンク４の底部から排出された第１の液相と混合されて、第１のストリームが得られ；
第２の液体分離タンク７は、その頂部および底部が、それぞれ、コンプレッサ２およびメタン脱着塔８の上部に接続され、脱着塔フィード冷却器６による冷却後、減圧された第１のストリームの第２の気液分離のために使用され、第２の気相は、第２の液体分離タンク７の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、第２の液相は、第２の液体分離タンク７の底部から排出され、メタン脱着塔８の上部に入り；
メタン脱着塔８は、その頂部および底部が、それぞれ、コンプレッサ２および脱着塔１１の中間部に接続されており、第２の液体分離タンク７の底部から排出された第２の液相のメタン脱着のために用いられ、脱着されたガスは、メタン脱着塔８の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、リッチ吸収剤は、メタン脱着塔８の塔ケトルから排出され、リッチ吸収剤ポンプ１０によって加圧され、脱着塔１１の中間部に入り；
脱着塔１１は、その底部がメタン脱着塔リボイラ９に接続され、メタン脱着塔８の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤の脱着分離のために使用され、Ｃ２およびＣ３成分で主に構成された富化ガス１３は、脱着塔１１の頂部から回収され、リーン吸収剤は、脱着塔の塔ケトルから排出され、吸収剤循環ポンプ１２によって加圧され、メタン脱着塔リボイラ９の熱源として使用され；
メタン脱着塔リボイラ９は、メタン脱着塔８の下部および底部、ならびに吸収塔５の頂部にそれぞれ接続され、脱着塔１１の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いてメタン脱着塔８の塔ケトルのための熱を提供するために使用され、熱交換後に得られた第２のストリーム１６の一部は、後処理のために軽質炭化水素成分１４として境界領域外へ送り出され、残りの部分は吸収塔５の頂部に戻された。
コンプレッサ２、冷却器３および第１の液体分離タンク４は順に接続され、コンプレッサ２は、製油所乾性ガス１に接続され；
吸収塔５は、その底部が第１の液体分離タンク４の頂部および第２の液体分離タンク７の中間部にそれぞれ接続され、第１の液体分離タンク４の頂部から排出された第１の気相を吸収剤と向流で接触させるために用いられ、吸収テールガス１５は、吸収塔５の頂部から排出され、吸収リッチ液は、吸収塔５の塔ケトルから排出され、第１の液体分離タンク４の底部から排出された第１の液相と混合されて、第１のストリームが得られ；
第２の液体分離タンク７は、その頂部および底部が、それぞれ、コンプレッサ２およびメタン脱着塔８の上部に接続され、脱着塔フィード冷却器６による冷却後、減圧された第１のストリームの第２の気液分離のために使用され、第２の気相は、第２の液体分離タンク７の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、第２の液相は、第２の液体分離タンク７の底部から排出され、メタン脱着塔８の上部に入り；
メタン脱着塔８は、その頂部および底部が、それぞれ、コンプレッサ２および脱着塔１１の中間部に接続されており、第２の液体分離タンク７の底部から排出された第２の液相のメタン脱着のために用いられ、脱着されたガスは、メタン脱着塔８の頂部から排出され、コンプレッサ２に戻され、リッチ吸収剤は、メタン脱着塔８の塔ケトルから排出され、リッチ吸収剤ポンプ１０によって加圧され、脱着塔１１の中間部に入り；
脱着塔１１は、その底部がメタン脱着塔リボイラ９に接続され、メタン脱着塔８の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤の脱着分離のために使用され、Ｃ２およびＣ３成分で主に構成された富化ガス１３は、脱着塔１１の頂部から回収され、リーン吸収剤は、脱着塔の塔ケトルから排出され、吸収剤循環ポンプ１２によって加圧され、メタン脱着塔リボイラ９の熱源として使用され；
メタン脱着塔リボイラ９は、メタン脱着塔８の下部および底部、ならびに吸収塔５の頂部にそれぞれ接続され、脱着塔１１の塔ケトルから排出されたリーン吸収剤を用いてメタン脱着塔８の塔ケトルのための熱を提供するために使用され、熱交換後に得られた第２のストリーム１６の一部は、後処理のために軽質炭化水素成分１４として境界領域外へ送り出され、残りの部分は吸収塔５の頂部に戻された。
【0156】
本方法は、以下の工程を含んでいた：
（１）１ＭＰａＧの圧力を有する製油所乾性ガスをコンプレッサに入れた。２段階圧縮処理後に、圧縮乾性ガスは、３．７ＭＰａＧの圧力を有していた。加圧した乾性ガスを、冷却器に通して、臭化リチウム吸収式冷却器によって調製した７℃の冷却水で１５℃に冷却し、第１の気液相分離のために第１の液体分離タンクに送った。第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相は、吸収塔の底部に入り、第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相を１．７ＭＰａＧに減圧し、次いで、処理のためにメタン脱着塔に送った。
（１）１ＭＰａＧの圧力を有する製油所乾性ガスをコンプレッサに入れた。２段階圧縮処理後に、圧縮乾性ガスは、３．７ＭＰａＧの圧力を有していた。加圧した乾性ガスを、冷却器に通して、臭化リチウム吸収式冷却器によって調製した７℃の冷却水で１５℃に冷却し、第１の気液相分離のために第１の液体分離タンクに送った。第１の液体分離タンクの頂部から排出された第１の気相は、吸収塔の底部に入り、第１の液体分離タンクの底部から排出された第１の液相を１．７ＭＰａＧに減圧し、次いで、処理のためにメタン脱着塔に送った。
【0157】
（２）吸収塔において、製油所ｎ－ブタンを吸収剤として使用し（吸収剤の循環量は１２０ｔ／ｈであった）、塔の頂部から注入して、乾性ガス中のＣ２およびＣ３留分ならびにより重質な成分を吸収させた。吸収塔は、理論段数２０、運転圧力３．６ＭＰａＧ、塔頂部温度１７℃、および塔ケトル温度２７℃を有していた。吸収塔の頂部の未吸収テールガスを燃料ガスパイプネットワークに送り、吸収塔の塔ケトルの吸収リッチ液を１．７ＭＰａＧに減圧し、次いで、第１の液相と混合して第１のストリームを得た。
【0158】
（３）第１のストリームを脱着塔フィード冷却器中で１５℃に冷却し、次いで第２の気液分離のために第２の液体分離タンクに送った。第２の気相は、Ｃ２以下の軽成分で主に構成され、乾式ガスコンプレッサの入口に戻された。
【0159】
（４）第２の液相中のメタンなどの軽質成分を除去するために、第２の液相はメタン脱着塔の頂部に入り、メタン脱着塔の頂部の脱着されたガスを乾性ガスコンプレッサの入口に戻した。メタン吸収塔は、理論段数３０、運転圧力１．５ＭＰａＧ、塔頂部温度１５℃、塔ケトル温度５５℃を有していた。メタン脱着塔リボイラは、脱着塔ケトルからのリーン吸収剤（１０５℃の温度を有し、吸収剤循環ポンプによって加圧された）を、メタン脱着塔リボイラの熱源として選択した。
【0160】
（５）メタン脱着塔の塔ケトルから排出されたリッチ吸収剤を、リッチ吸収剤ポンプによって加圧し、脱着塔の中間部に送った。脱着塔は、理論段数４０、運転圧力１．６ＭＰａＧ、塔頂部温度５５℃、塔ケトル温度１０５℃を有していた。脱着塔を低圧蒸気によって加熱し、Ｃ２およびＣ３成分で主に構成された富化ガスを塔の頂部で取得し、エチレンユニットの分解炉に原料として送り、塔ケトルから排出されたリーン吸収剤は吸収剤循環ポンプによって加圧され、メタン脱着塔リボイラのための熱を供給し、その後、熱交換後に得られた第２のストリームの少なくとも一部を、再循環のために吸収塔に戻し、同時に、Ｃ４およびＣ５で主に構成された軽質炭化水素生成物のストリームを抜き出して境界領域外へ送り出し、エチレン設備の分解炉に原料として送った。
【0161】
この実施例の方法では、Ｃ２およびＣ３成分と軽質炭化水素成分とで主に構成された富化ガスが得られ、その組成およびプロセスパラメータを表６に示した。ここでは、Ｃ２およびＣ３成分の回収率は９８．２％であった。
【0162】
【表6】
【0163】
比較例２
表５中の製油所乾性ガスを、ＣＮ１０６６０９１６１Ｂにおける典型的な浅冷油吸収プロセスを使用することによって回収した。比較例２において採用した方法は、主に、Ｃ４吸収剤による吸収およびメタン脱着プロセスが１つの吸収－スチーミング塔において実施され、且つ運転圧力が近かった点で実施例２と異なっていた。メタン脱着法は比較的高い圧力を伴っていたため、対応する塔ケトル温度は比較的高く、低圧蒸気をメタン脱着プロセスにおける塔ケトルリボイラの熱源として使用した。
表５中の製油所乾性ガスを、ＣＮ１０６６０９１６１Ｂにおける典型的な浅冷油吸収プロセスを使用することによって回収した。比較例２において採用した方法は、主に、Ｃ４吸収剤による吸収およびメタン脱着プロセスが１つの吸収－スチーミング塔において実施され、且つ運転圧力が近かった点で実施例２と異なっていた。メタン脱着法は比較的高い圧力を伴っていたため、対応する塔ケトル温度は比較的高く、低圧蒸気をメタン脱着プロセスにおける塔ケトルリボイラの熱源として使用した。
【0164】
この比較例１の方法では、Ｃ２およびＣ３成分で主に構成された富化ガスが得られ、その組成を表７に示した。ここでは、Ｃ２およびＣ３成分の回収率は９８．２％であった。本発明と、従来技術における典型的な浅冷油吸収プロセスおよび極低温分離法の技術的解決策との比較データを表８に示す。
【0165】
【表7】
【0166】
【表8】
【0167】
表６～８から分かるように、本発明のプロセスストリームの最低温度は５～１５℃であり、低温レベルプロピレン冷却能力もプロピレン冷却装置および乾燥装置も必要とされず、従って、設備投資が少なかった。従来の浅冷油吸収プロセスと比較して、同じ高いＣ２およびＣ３回収率を得る条件で、メタン脱着プロセスの圧力を低減することによって、本発明は、プロセスに要するエネルギー消費を大幅に削減し、同時に熱媒体のグレードを下げ、装置内の熱プロセスストリームを利用してメタン脱着塔の全ての熱を提供することができ、これによって装置外から導入した低圧蒸気の消費を節約し、装置の総エネルギー消費を１６．８％削減する。
【0168】
従来の浅冷油吸収プロセスと比較して、本発明は、Ｃ２、またはＣ２およびＣ３の高い回収率を達成しただけでなく、高圧吸収および低圧メタン脱着を採用することによって、メタン脱着塔リボイラが、装置内のプロセスストリーム（脱着塔ケトルのリーン吸収剤）のみを熱源として必要とすることを可能にし、これによって材料消費を削減し、水蒸気の消費および装置の総エネルギー消費を大幅に節約したことを、実施例によって説明することができる。
【0169】
本発明の種々の実施形態が上で詳細に説明されたが、上記の説明は、単なる例示的なものであり、本発明はそれに限定されない。本発明の技術概念および範囲から逸脱することなく、種々の技術的特徴を他の適切な方法で組み合わせることを含む、種々の変更を本発明の技術的解決策に対して行うことができ、これらの変更および組合せはまた、本発明において開示された内容とみなされるべきであり、それらは全て本発明の保護範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【0170】
【図1】
【図2】
【国際調査報告】