将介质混合物分离成组分的方法

专利名称：将介质混合物分离成组分的方法
技术领域：
本发明涉及将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的至少两种组分的设备，其包括将流动的混合物分离成组分的分离装置。本发明还涉及将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的组分的方法。(流动的)介质混合物的分离具有多种不同的用途。介质混合物在此处理解为是指分散在至少一种液体或气体中的微米或亚微米尺寸的固体和/或液体和/或气体颗粒的混合物。例子是气体/气体混合物、气体/液体混合物或气溶胶、液体/液体混合物、气体 /固体混合物、液体/固体混合物、或具有一种或多种附加组分的这类混合物。介质混合物的分离例如从液体清洁、(烟道)气清洁和粉末分离的多种应用中已知。粒度和/或质量密度存在巨大差异的组分的分离相对简单。为此，大规模使用如过滤和筛分的方法。在质量密度差异较小的组分的分离中，例如在气体/气体混合物的情况下，采用物理或化学吸收技术和/或诸如沉降与离心的分离技术。当然，当处理大量介质混合物时，化学分离技术经济性较差，通常也较不环保。通过沉降分离组分需要时间，并且当处理大体积介质混合物时必须使用巨大的储器，这尤其昂贵。前述类型的已知设备描述在中。该已知设备包括作为用于使待分离的流动混合物旋转的进料通道的旋转组合件形式的分离装置、连接到该旋转装置上的用于待分离介质混合物的进料器和连接到该旋转装置用以排出分离的介质混合物的组分的出口。 在旋转进料通道中，在离心力的影响下，待分离混合物的较重组分比较轻组分朝其壁向外移动更远，由此实现分离。但是分离的选择性和效率可以进一步提高。本发明的目的在于提供一种能够对待分离组分提供增加的选择性的设备和方法。为此目的，本发明提供根据权利要求1所述的设备。特别地，提供一种用于将流动的介质混合物分离成至少两种具有不同质量密度的组分的设备，所述设备包括用于待分离的所述介质混合物的入口，其连接到用于将所述流动的混合物分离成第一和第二组分的第一分离装置，所述第一分离装置连接到用于排出所述第一和第二组分的第一和第二出口装置，并且其特征在于所述装置还包括反馈回路，所述反馈回路包括在所述第一分离装置的入口装置和所述第二出口装置之间的第二分离装置。根据本发明，通过提供具有连接到第一分离装置的出口并再连接到其入口的第二分离装置的设备，提高了已知设备的分离效率。根据本发明，根据本发明的设备特别包括用于待分离介质混合物的入口，其连接到第一处理装置，至少包括旋转所述流动的混合物以使其分离成至少第一和第二组分的第一旋转装置，所述第一旋转装置连接到用于排出所述第一和第二组分的第一和第二出口装置，其中所述设备还包括在所述介质流动方向上连接到所述第二出口装置下游的第二处理装置，并至少包括用于旋转所述第二组分以使其分离成至少第三和第四组分的第二旋转装置，所述第二旋转装置连接到用于排出所述第三和第四组分的第三和第四出口装置，所述第三出口装置再连接到所述第一处理装置和/或第一旋转装置的入口。在一个优选实施方案中，根据本发明的设备包括用于物理影响待分离组分的质量
4密度差异的第一装置，所述第一装置在介质流动方向上连接到所述第一分离装置的上游。 在另一优选实施方案中，所述设备还包括用于物理影响待分离组分的质量密度差异的第二装置，所述第二装置在所述介质流动方向上连接到所述第一分离装置的下游，并在所述介质流动方向上连接到所述第二分离装置的上游。根据这些优选实施方案，通过在所述介质到达所述分离装置前影响至少一部分所述混合物的质量密度，使得优选增加待分离组分的质量密度差异，进一步增加了所述分离装置的分离效率。增加待分离组分的质量密度差异例如可以通过改变混合物的温度(对环境进行加热或冷却)来进行。由此可以更简单地通过旋转将组分彼此分离(由于施加到组分上的离心力差异增加)。此处要注意的是，组分的分离应理解为指两种组分的至少部分分离，使得获得两种组分的平均质量密度的显著差异；完全(100% )分离在实践中将难以实现。在其中所述分离装置包括旋转装置的优选情况下，并且由于所述混合物的旋转，以及此时待分离组分的质量密度差异增加，所以较轻的组分将至少显著迁移到旋转的内侧，并且较重的组分将至少显著迁移到旋转的外侧。这种分离使至少一种组分相比混合物增加了可能的用途。通常，在分离后，该可用组分(在提纯过程中将称为“清洁”组分)可仍包括部分另一种不需要的组分(在提纯过程中将称为“污染”组分)，尽管这种其它不需要的组分的存在将明显少于其在初始混合物中的存在。相反，不期望的(“污染”)组分在第一分离装置中处理后仍可包括一部分可用(“净化”)组分。在第二组分与所述介质混合物的不想要组分对应并提供根据本发明的所述第二分离装置的情况下，所述可用组分在不想要组分中的存在进一步降低，因此其增加了分离效率和选择性。本发明设备的另一优点在于其能够以紧凑形式提供。此外，处理时间通常较短。应当注意，本发明决不限制所用分离器的类型，而是可以使用多种类型的分离器。 在一个优选实施方案中，所述第一和/或第二分离装置包括进料通道的旋转组合件。这类旋转分离器具有以下优点限制了介质颗粒距离壁(在旋转方向上)的平均距离，由此可以在相对短的时间内实现期望的分离程度(其与旋转分离器在轴向上的相对有限的长度对应)。如果在所述通道内保持所述介质的层流，还可以进一步正面影响这类进料通道的旋转组合件的运行。相反，使所述介质也可以湍流流动穿过所述通道。待施加的流速可以根据情况改变或优化。在又一优选实施方案中，所述第一和/或第二分离装置包括旋风分离器。所述分离装置也可辅以至少一个旋风分离器(涡旋)或作为替代多个旋风分离器的组合件。在旋风分离器的情况下，可使所述分离装置为固定形式，并仅将所述介质设置为旋转。多个(较小的)旋风分离器的应用相对于单个旋风分离器的优点可与进料通道的旋转组合件的优点相当。挡板(Baffles)可任选置于旋风分离器中，例如用于使所确定的组分冷凝在挡板上，或用于控制所述旋风分离器。在再一优选的实施方案中，影响质量密度的装置包括主动或被动冷却和/或加热装置。这些冷却装置可以直接配置以增加待分离组分的质量密度。在一个特别有利的应用中，所述冷却装置设置在所述介质流动方向上所述膨胀装置的上游，以用于所述第一分离装置、第二分离装置或两者。由此所述混合物在膨胀开始前首先冷却，随后因膨胀达到低得多的温度水平，由此产生分离所述组分的额外选项。这在能量方面可以是非常有利的解决方案，例如如果所述(预)冷却可通过耗散到环境中来进行的话。这将基于进一步开发的实施例在下文中进一步详述。本发明还涉及将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的至少两种组分的方法。本发明的方法有利地采用本文中所述的设备，并包括以下步骤A)提供待分离成组分的介质混合物，B)在第一分离装置中处理所述流动的介质混合物，以使其分离成至少第一和第二组分，C)排出至少所述第一和所述第二组分，D)在第二分离装置中处理所述第二组分，以使其分离成至少第三和第四组分，E)排出至少所述第三和所述第四组分，F)将所述第四组分供给到所述第一分离装置，和G)重复至少步骤B)和C)。如上文已经描述的，当步骤B)包括以物理方法增加介质混合物中待分离组分的质量密度差异、随后使其分离，并且甚至更优选当步骤D)也包括以物理方法增加第二组分中待分离组分的质量密度差异、随后使其分离时，这是有利的。优选地，流动的介质混合物和/或所述第二组分的分离通过使所述流动的介质混合物和/或所述第二组分在旋转装置中旋转来实施。根据本发明的方法优选涉及使所述流动的介质混合物和/或所述第二组分在进料通道的旋转组合件中旋转。这类旋转分离器的优点在于，限制了介质距离壁(在径向方向上)的平均距离，由此可以在相对短的时间内实现期望的分离程度(对应于旋转分离器在轴向方向上相对有限的长度)。如果在所述通道内保持优选层流的介质流动，则可以进一步正面影响这类进料通道的旋转组合件的操作。 相反，所述介质也可以湍流流动穿过所述通道。在所述方法的另一优选实施方案中，使所述流动的介质混合物和/或第二组分在旋风分离器(漩流)中或作为替代方案通过多个旋风分离器的组合件旋转。在旋风分离器的情况下，可以向旋转装置提供固定形式，并仅将所述介质设置为旋转。应用多个(较小的)旋风分离器相对于单个旋风分离器的优点与进料通道旋转组合件的优点相当。挡板可任选设置在旋风分离器中，例如用于使确定的组分冷凝在挡板上和控制所述旋风分离器。优选地，根据本发明的方法的特征还在于通过使混合物膨胀和/或通过冷却增加所述第二组分和/或待分离混合物的组分的质量密度差异，由此在膨胀之前最优选进行冷却。根据本发明，可以在适用于膨胀目的的、任何本身已知的膨胀装置中进行膨胀。通过膨胀，介质的温度可以在非常短的时间内降低。膨胀优选通过采用“焦耳-汤姆逊”型膨胀冷却器来实现。所述介质混合物在这种膨胀冷却器中等焓冷却，由此压力可以相对独立于温度降低。另一选择是冷却通过冷却介质来进行，冷却介质例如在单独的循环系统中膨胀以使其达到期望的低温度水平。所述膨胀优选用涡轮等墒(或绝热)进行。在这样的冷却中，压力与温度一起降低。与待分离介质的膨胀相比，使用单独的冷却介质工作的优点在于例如可以对这种单独的冷却介质进行优化以用于期望的冷却动作。如上文已经描述的， 温度降低是影响组分密度的原因。如果所述混合物由具有相同的相(例如气体/气体混合物或液体/液体混合物)的组分组成，且其中至少一种组分因温度改变而发生相变，使得待分离组分的相彼此不同(由此例如得到气体/液体混合物、气体/固体混合物或液体/固体
6混合物)，则可以实现特别有利的效果。物质因温度变化发生相变的现象当然是众所周知的现象。但是本发明基于这样的认识当结合相变(或在任何情况下，待分离组分的质量密度差异的变化)和随后所述介质混合物施经受第一分离(优选结合包括第二分离的所述反馈回路的旋转，优选所述介质混合物的至少一种组分的旋转)时，非常有利的分离变得可能。但是，特别要注意的是，对通过所述旋转装置进行的分离而言，不必在待分离组分之间产生相差；所述设备同样适用于处于相同相中的组分的混合物(例如，液体/液体混合物如分散的液体，和气体/气体混合物)。为了最可能的运行，此处期望待分离组分的质量密度尽可能不同。所述介质混合物的(p，T)图(压力-温度图)的特征通常在于其中所述介质混合物的组分形成一种相的范围(混合范围)和其中所述组分的至少一部分形成不同相的大致封闭范围(反混合范围)。气体范围、液体范围和固体范围通常进一步区分，其中气体范围平均位于较高的温度，相反，固体范围平均位于较低的压力和温度。多条线将这些范围分开，特别是指示(除了其它相之外)还存在液相时的压力与温度组合之间边界的液相线，和指示(除了其它相之外)还存在固相时的压力与温度组合之间边界的固相线。根据该优选实施方案，目标点相对接近固相线和液相线的交叉点。根据本发明一个特别优选的方法的特征在于步骤B)中介质混合物的处理包括使所述介质混合物达到压力(P)和温度(T)，所述压力(P)和温度(T)共同限定所述介质混合物的(P，τ)图中的目标点，条件是所述目标点低于所述相图的液相线并相对接近固相线与液相线之间的交叉点。通过在使介质混合物冷却并膨胀以达到上述目标点和随后使所述介质混合物在所述第一旋转装置中旋转，使得分离的选择性最大化。但是缺点可能在于所述第二组分可能包括增加的第一组分的量，这是不期望的。这个问题通过提供第二分离装置中的处理来适当地解决，所述处理优选包括使所述第二组分旋转并将其输出再进料到所述第一分离装置中。出人意料的是，通过实施这两项措施，与现有方法相比，对至少一种待分离组分获得了更高的选择性，换言之，所述至少一种组分以更纯的形式分离，其中在纯化的介质混合物中期望的组分以更大的度量保持存在。更特别地，获得了可分离成比此前的情况下更纯的组分的介质混合物。每种组分可通常含有更少的另一组分。根据该优选实施方案，所述目标点应相对接近固相线与液相线之间的交叉点。相对接近指的是所述目标点偏离固相线与液相线之间的交叉点不超过50°C和20巴，更优选偏离交叉点不超过40°C和15巴，最优选偏离交叉点不超过30°C和10巴。在一个优选实施方案中，所述目标点在固相线的右侧。在实际分离前的介质混合物此时将包括液相和气相。在该实施方案中第二组分将包括其中溶解有气相的液相。该第二组分易于在第二分离装置中分离成第三组分和第四组分，所述第三组分主要为液体组分，被再进料到第一分离装置中以再次加入初始的流动介质混合物中，所述第四组分主要为被排出的气体组分。在另一优选实施方案中，所述目标点在固相线的左侧。在实际分离前的介质混合物此时将包括液相、固相和气相。在该实施方案中第二组分将包括其中溶解有固相和气相的液相。所述第二组分易于在第二分离装置中分离成第三组分和第四组分，所述第三组分主要为固体/液体组分(浆料)，再进料到第一分离装置中以再次加入初始的流动介质混合物中，所述第四组分主要为被排出的气体组分。有利的是限制固体的量以提供可通过例如泵容易地经管道等输送的浆料。例如，将温度降低至目标点可以通过将介质混合物进料至主动或被动冷却装置中获得。虽然对本发明而言并非必要，但是当温度在几乎恒定的压力下降低时是有利的。因为对大多数介质混合物而言温度由室温降低，整个介质混合物都将发生相分离。本发明的可能应用的一些实例是分离空气/氮气混合物、CO2/氮气混合物、CO2ZH2混合物的分离、水的脱气或除气、空气的脱水和天然气的净化。所述方法优选适用于将气体/气体混合物如天然气分离成组分的目的。将温度降低至所述目标点在这种情况下将导致从气态到液态的相变。通过首先在开始膨胀前再冷却所述介质混合物以随后因膨胀而达到甚至更低的最终温度(和最终压力)，至少一种待分离组分将经历从液体到气体的相变，在此情况下为挥发性最高的组分。这导致介质混合物具有混入气泡的液体基质，换言之为鼓泡结构。已经发现， 这类混合物可以以提高的选择性来分离，其中所述选择性高于可通过其中气体混合物由气相膨胀而来的方法所实现的选择性。根据本发明的方法可以用相对较小的通流没备进行，因为单独的处理步骤可以在非常短的时间内进行，例如各自为低于1秒内、通常低于0. 1秒或甚至低于10或低于5毫秒。这使得漫长的工艺过程、以及尺寸设计为使其可容纳大体积的相关设备变得不再必要。根据本发明方法的一个特别优选的用途的特征在于，介质混合物包括天然气，并且目标点选择为使天然气混合物中存在的甲烷组分变成气(或蒸气)相。当目标点选择为低于相图的液相线并相对接近固相线与液相线的交叉点时，液体/气体混合物中甲烷蒸气组分最大化。该甲醇组分作为第一组分排出，由此典型浓度为86摩尔％至96摩尔％甲醇。根据另一优选实施方案，目标点选择为使介质混合物中存在的至少一种污染组分如CO2和H2S发生相变，其(第二)组分在第一旋转装置中至少部分地与甲烷组分分离，并随后在第二旋转装置中经受旋转以至少部分地从甲烷(第三)组分中分离CO2M2S(第四) 组分，所述甲烷(第三)组分随后再进料到第一旋转装置中。可以以经济上有成本效益的方式采集的天然气储量是有限的，因为大部分技术上可采集的天然气被不想要的气体污染。当然，当它们以数十百分比存在于天然气中时，迄今为止仍然不能以经济上有成本效益的方式将这些污染气体从烃中分离至有效的程度。根据本发明的方法不存在该缺点。将基于附图中所示非限制性示例性实施方案进一步阐明本发明。其中

图1显示根据本发明的设备的示意图，图2显示待利用根据本发明的方法分离的天然气混合物的(p，T)图的一个实例。图2显示可以用本发明方法清洁的被污染气体如天然气的相图。其更特别为CH4/ C02/H2S混合物的相图。y轴显示了压力100，而温度200沿X轴显示。所述相图还包含其中介质混合物形成一个相(混合相)的范围(标记为G或L)和其中至少一部分组分形成不同相(反混合范围)的大致封闭范围(标记为G+L，L+S和G+L+S)。在范围G中，介质混合物为气态，在范围L中，介质混合物为液体。在范围G+L中，混合物存在液体和气体，其中在该情况下CO2和H2S为液相，并且CH4为气相。范围G+L+S存在的是气体、液体和固体的混合物，更特别地CH4为气相，H2S为液相且(X)2为固相。尽管在图2中未示出，但是当温度进一步降低时H2S也可能变成固相。多条线将相关范围分开，特别是指示在低于其时(除了其它相之外)还出现液相L的压力100和温度200的组合之间边界的露点或液相线110，以及指示在低于其时(除了其它相之外)还出现固相S的压力100与温度200的组合之间边界的固相线120。相图显示临界点140(本领域技术人员公知的概念)，在该处气相和液相彼此平衡。显然，图2中显示的相图仅作为实例给出，所述方法可同样适用于分离具有更多组分的介质混合物，并因此适用于更复杂的相图。点150定义为固相线120与液相线110之间的交叉点。参考图1，其示出用于清洁被污染的气体如天然气的设备1，在设备1中可以实施根据本发明的方法。根据箭头P1，通过进料器2在50至150巴的压力(通常为约90巴的典型压力)和例如超过100°C的温度下供给被污染的气体。如果期望的话，所述气体可以在预处理单元20中预处理。根据箭头？工供给的气体随后在热交换器3中冷却，例如通过冷却到大气中来冷却。所述冷却通常为使天然气达到低于其临界温度的温度，例如图2中显示的温度1\。气体优选在几乎恒定的压力下冷却至温度1\。在温度T1下，气体为液相。合适的温度1\为例如约-60°C。由此冷却的液体根据箭头P2从热交换器3流到膨胀器4。根据箭头P2供给的液体通过膨胀器4 (优选以等熵方式)膨胀至较低的压力，所述较低的压力相对接近交叉点150并低于液相线110，例如为25至45巴。该等熵压力与温度降低用虚线 130在图2中示出。由于压力的突然降低，液体的温度将回落至最终温度T2(以及相应的最终压力P2)，使得所述液体中存在的一部分组分发生相变。根据本发明，目标点160处的最终压力(P2)和温度(T2)优选相对接近交叉点150的压力与温度。优选地，所述温度在与交叉点150对应的温度士50°C的范围内，而压力优选在与交叉点150对应的压力士20巴的范围内。更特别地，所述液态天然气中存在的至少一部分主要成分CH4将因膨胀而进入气相。 当从低于临界点140的温度T1达到目标点160时，获得包括气泡的液体混合物。但是，也可以从高于临界点140的温度冷却(和/或膨胀)至目标点160。在该情况下，获得包括液体气泡的气体。通过选择目标点160以使其低于相图的液相线110并相对接近固相线120和液相线110的交差点150，液体/气体混合物中的甲烷蒸气组分变得最大化。污染组分(X)2 和H2S留在液相中。结果，形成了具有混入气泡的液体基质的介质混合物。该介质混合物根据箭头P3供给到作为进料通道5的旋转组合件形式的第一旋转装置中。液体/气泡混合物穿过旋转器(rotor) 5的通道，由此，因为旋转器5的旋转，气泡朝进料通道的侧壁聚集。聚集的甲烷气泡在远离膨胀器阀4的一侧离开旋转器5，并根据箭头P4作为第一组分排出为清洁的气体。如果期望的话，所述第一组分可以通过常规手段如胺处理来进一步纯化。压缩机6可用于使所述气体成为液相。作为第一组分7排出的甲烷组分包括86摩尔％至96 摩尔％的典型甲烷浓度。根据本发明，被污染的液相(其基本上由液态(X)2和与其中的一些甲烷气体组成)根据箭头P5作为第二组分8排出，任选在热交换器(未显示)中冷却并通过节流阀9 膨胀。结果，形成具有混入甲烷气泡的液体基质的第二组分。该第二组分的相图也在图2 中作为曲线210示出。请注意，该相图不同于初始混合物的相图，因为CH4和(X)2的相对量不同。例如对于C02/CH4的50/50混合物，第二组分通常为C02/CH4的80/20混合物。介质混合物根据箭头P6供给到作为进料通道10的旋转组合件形式的第二旋转装置中。第二组分优选冷却和/或膨胀至最终压力和温度，使得目标点260相对接近第二组分相图的液相线210，如图4中用多个优选的目标点260所举例示出的。优选压力在与液相线210对应的压力士20巴的范围内，更优选在士 10巴的范围内。
所述液体/气泡混合物穿过旋转器10的通道，由此，因为旋转器10的旋转，气泡朝进料通道的侧壁聚集。聚集的甲烷气泡在远离节流阀9的一侧离开旋转器10，并根据箭头P7作为第三组分13排出。压缩机11和任选的加热装置(未显示)可用于使甲烷气体成为液相，或至少处于与第一旋转装置5对应的入口条件。根据本发明，第三组分13根据箭头P8再进料至第一旋转装置5，任选在已在热交换器15中冷却之后。根据本发明，被污染的液相(基本上由液体CO2和H2S与其中非常少量(通常低于1摩尔％)的甲烷气体组成)通过开启泵12根据箭头P9作为第四组分14排出。参考图2，根据本发明还可冷却并膨胀所述气体混合物至具有压力P3和温度T3的目标点170，使得所述气体处于液相，并且至少一种组分处于固相。对于含有CH4/C02/H2S混合物的典型天然气而言，温度T3例如为约-65°C和更低，并且压力为约40巴。在该实施方案中，第二组分还将包括固体CO2颗粒。它们随后在第二旋转装置10中分离而得到液体H2S 和气态CH4组分。根据本发明的方法可用于多种应用。烃类的任何分离在原理上都可以构成本发明方法的主题，其中用于分离的组分优选具有不同的汽化点。由此可将所述方法应用于纯化天然气的目的，如上文详细描述的。还可将所述方法应用于裂化石脑油，其中上述设备可用于替代常见的蒸馏塔。还可将所述方法应用于分离和纯化聚烯烃和其它聚合物。特别优选的是将所述方法和设备应用于空气的富集，即通过增加空气中的氧气量并减少氮气量来纯化空气。这类富氧空气可以有利地用作燃烧设备中的进料。由于纯化进料中的氧气量高， 所以燃烧混合物中的CO2量也较高，这有利于其分离。本发明方法与设备的其它优选应用包括从天然气中分离潮湿成分，特别是从甲烷中分离戊烷；从煤转化过程中分离(X)2 ；分离(X)2 与N2 ；和分离CO2与H2。
权利要求
1.一种用于将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的至少两种组分的设备 (1)，所述设备包括用于待分离的所述介质混合物的入口 0)，所述入口(2)连接到用于将所述流动的混合物分离成至少第一和第二组分(7，8)的第一分离装置G)，所述第一分离装置(4)连接到用于排出所述第一和第二组分(7，8)的第一和第二出口装置，其特征在于所述装置(1)还包括反馈回路，所述反馈回路包括在所述第一分离装置的入口装置和所述第二出口装置之间的第二分离装置(10)。
2.权利要求1所述的设备，其特征在于所述设备包括用于物理影响待分离组分的质量密度差异的第一装置，所述第一装置在所述介质流动方向上连接到所述第一分离装置的上游。
3.权利要求1或2所述的设备，其特征在于所述设备包括用于物理影响待分离组分的质量密度差异的第二装置，所述第二装置在所述介质流动方向上连接到所述第一分离装置的下游，并在所述介质流动方向上连接到所述第二分离装置的上游。
4.前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于所述第一和/或第二分离装置包括进料通道的旋转组合件。
5.前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于所述第一和/或第二分离装置包括旋风分离器。
6.前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于影响质量密度差异的装置包括膨胀和/或压缩装置。
7.前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于影响质量密度差异的装置包括冷却和/或加热装置。
8.一种用于将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的至少两种组分的方法，包括以下步骤A)供给待分离成组分的介质混合物，B)在第一分离装置中处理所述流动的介质混合物，以使其分离成至少第一和第二组分，C)排出至少所述第一和第二组分，D)在第二分离装置中处理所述第二组分，以使其分离成至少第三和第四组分，E)排出至少所述第三和第四组分，F)将所述第四组分供给到所述第一分离装置，和G)重复至少步骤B)和C)。
9.权利要求8所述的方法，其特征在于步骤B)包括以物理方法增加所述介质混合物中待分离组分的质量密度差异，然后使其分离。
10.权利要求8或9所述的方法，其特征在于步骤D)包括以物理方法增加所述第二组分中待分离组分的质量密度差异，然后使其分离。
11.权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于步骤D)包括使所述流动的介质混合物和/或第二组分在进料通道的旋转组合件中旋转。
12.权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于步骤D)包括使所述流动的介质混合物和/或第二组分在旋风分离器中旋转。
13.权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于通过使所述混合物膨胀来增加所述第二组分和/或待分离混合物的组分的质量密度差异。
14.权利要求8-13中任一项所述的方法，其特征在于冷却所述第二组分和/或待分离混合物，然后使其旋转。
15.权利要求14所述的方法，其特征在于在膨胀前进行冷却。
16.权利要求13-15中任一项所述的方法，其特征在于在步骤B)中处理所述介质混合物包括使所述介质混合物达到压力(P)和温度(T)，所述压力(ρ)和温度(T)共同限定所述介质混合物的(P，τ)图中的目标点，条件是所述目标点低于所述相图的液相线并相对接近固相线与液相线之间的交叉点。
17.权利要求16所述的方法，其特征在于所述目标点偏离所述固相线与所述液相线之间的交叉点不超过50°C和20巴。
18.权利要求16或17所述的方法，其特征在于所述目标点在所述固相线的右侧。
19.权利要求16或17所述的方法，其特征在于所述目标点在所述固相线的左侧。
20.权利要求15所述的方法，其特征在于所述膨胀以绝热和/或等熵和/或等焓的方式进行。
全文摘要
本发明涉及用于将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的至少两种组分的设备。所述设备包括用于待分离介质混合物的入口，其连接到用于将所述流动的混合物分离成第一和第二组分的第一分离装置，所述第一分离装置连接到用于排出所述第一和第二组分的第一和第二出口装置。所述设备还包含反馈回路，所述反馈回路包括在第二出口装置和第一分离装置的入口装置之间的第二分离装置。本发明还涉及使用所要求保护的设备将流动的介质混合物分离成具有不同质量密度的至少两种组分的方法。所述设备和方法能够获得选择性更高的分离，特别是在纯化天然气时。
文档编号B01D53/00GK102421506SQ201080019382
公开日2012年4月18日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年3月31日
发明者托马斯·布伦纳, 约瑟夫·约翰内斯·胡贝图斯·布劳沃斯, 赖因奥德·赫伊廷克 申请人:罗米克控股有限公司