Способ для разделения смеси среды на фракции

СПОСОБ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ СРЕДЫ НА ФРАКЦИИ Изобретение относится к устройству для разделения текущей смеси среды по меньшей мере на две фракции с различной массовой плотностью. Устройство содержит вход для смеси среды,подлежащей разделению, который соединен с первым средством для разделения, предназначенным для разделения текущей среды, по меньшей мере, на первую и вторую фракции, и которое соединено с первым и вторым средством для выведения, предназначенным для выпуска первой и второй фракций. Устройство дополнительно содержит контур обратной связи, содержащий второе средство для разделения, находящееся между вторым средством для выведения и средством для ввода, принадлежащим первому средству для разделения. Изобретение также относится к способу для разделения текущей смеси среды по меньшей мере на две фракции с различной массовой плотностью, с использованием заявленного устройства. Устройство и способ обеспечивают более селективное разделение, в частности, при очистке природного газа. Хойтинк Рейнауд (умер), Брауерс Йозеф Йоханнес Хубертус (BE),Бруннер Томас (AT) Медведев В.Н. (RU) Изобретение относится к устройству для разделения текущей смеси среды по меньшей мере на две фракции с различной массовой плотностью, содержащему средство для разделения, предназначенное для разделения текущей смеси среды на фракции. Изобретение также относится к способу для разделения текущей смеси среды на фракции с различной массовой плотностью. Разделение (текущей) смеси среды имеет много различных применений. Понятие смесь среды здесь означает смесь частиц в твердом, и/или жидком, и/или газообразном состоянии микронного или субмикронного размера, диспергированных по меньшей мере в одной жидкости или газе. В качестве примеров можно привести смесь газ/газ, смесь газ/жидкость или аэрозоль, смесь жидкость/жидкость, смесь газ/твердое тело, смесь жидкость/твердое тело, или такую смесь, снабженную одной или несколькими дополнительными фракциями. Разделение смеси среды известно, например, из различных применений очистки жидкости, очистки газа (топочного) и разделения порошка. Разделение фракций, обладающих большой разницей в размере частиц и/или в массовой плотности, осуществляется относительно просто. Крупномасштабное использование применяется в целях осуществления таких процессов, как фильтрация и просеивание. При разделении фракций с небольшой разницей в массовой плотности, как, например, в случае для смеси газ/газ, используют технологии физической или химической абсорбции и/или такие технологии разделения, как седиментация и центрифугирование. Конечно, при обработке больших объемов смесей среды технологии химического разделения будут менее экономичными и, как правило, также менее благоприятными для окружающей среды. Разделение фракций посредством седиментации требует времени, а при обработке более крупных объемов смеси среды возникает необходимость в объемистых резервуарах, которые, помимо всего прочего, являются дорогостоящими. Известное устройство типа, указанного в преамбуле, описано в NL 1026299. Известное устройство содержит средство для разделения в форме вращающегося комплекта питающих каналов, предназначенного для вращения текущей смеси, подвергаемой разделению, каналы для разделяемой смеси среды, соединенные со средством вращения, и выходы, соединенные со средством вращения, для выпуска фракций разделенной смеси среды. Во вращающемся питающем канале под влиянием центробежной силы,чем более тяжелая фракция смеси, предназначенная разделению, тем дальше она перемещается по направлению к его стенке, по сравнению с более легкой фракцией, что, таким образом, приводит к разделению смеси. Однако селективность и эффективность разделения можно повысить дополнительно. Настоящее изобретение имеет своей задачей обеспечение устройства и способа, пригодного для обеспечения повышенной селективности для разделяемых фракций. В изобретении для этой цели предусмотрено устройство по п.1. В частности, обеспечено устройство для разделения текущей смеси среды по меньшей мере на две фракции с различной массовой плотностью, причем устройство содержит вход для разделяемой смеси среды, который соединяется с первым средством разделения, предназначенным для разделения текущей смеси, по меньшей мере, на первую и вторую фракцию, и оно соединяется с первым и вторым средством для выведения, предназначенным для выпуска первой и второй фракций, и характеризуется тем, что устройство дополнительно содержит контур обратной связи, содержащий второе средство для разделения, находящееся между вторым средством для выведения и средством для ввода, принадлежащего первому средству для разделения. Согласно настоящему изобретению эффективность разделения для известного устройства повышается при снабжении устройства вторым средством для разделения, которое соединяется с выходом первого средства для разделения и отсоединяется от его входа. Согласно изобретению устройство, в частности, содержит вход для разделяемой смеси среды, который соединяется с первым средством для обработки, содержащим, по меньшей мере, первое средство вращения, предназначенное для вращения текущей среды, таким образом, чтобы оно разделяло смесь, по меньшей мере, на первую и вторую фракцию, и оно соединяется с первым и вторым средством для вывода, предназначенным для выпуска первой и второй фракций, причем устройство дополнительно содержит второе средство для обработки, которое ниже по направлению потока среды соединяется со вторым средством для выведения и содержит, по меньшей мере, второе средство вращения, предназначенное для вращения второй фракции таким образом, чтобы оно разделяло смесь, по меньшей мере, на третью и четвертую фракции, и которое соединяется с третьим и четвертым средством для выведения, предназначенным для выпуска третьей и четвертой фракций, причем третье средство для выведения отсоединено от входа первого средства для обработки и/или первого средства вращения. В предпочтительном варианте воплощения устройство согласно изобретению содержит первое средство для оказания физического воздействия на разницу в массовой плотности разделяемых фракций,причем первое средство в верхней части потока среды соединяется с первым средством для разделения. В другом предпочтительном варианте воплощения устройство дополнительно содержит второе средство для оказания физического воздействия на массовую плотность разделяемых фракций, причем второе средство ниже по потоку среды соединяется с первым средством для разделения, а выше по потоку среды соединяется со вторым средством для разделения. Согласно этим предпочтительным вариантам воплощения эффективность разделения, осуществляемого средством для разделения, повышается дополнительно под влиянием массовой плотности по меньшей мере части смеси перед тем, как среда достигнет средства для разделения, таким образом, что-1 022955 бы разница массовых плотностей разделяемых фракций была бы предпочтительно повышена. Повышение разницы массовых плотностей разделяемых фракций может иметь место, например, вследствие изменения температуры (нагрева или охлаждения, в зависимости от обстоятельств) смеси. Таким образом,становится проще разделять фракции друг от друга посредством вращения (в результате повышенной разницы в центробежных силах, прилагаемых к фракциям). Здесь следует отметить, что разделение фракций понимается так, что значительная разница в средней массовой плотности двух фракций приводит, по меньшей мере, к частичному разделению двух фракций; полное (100%) разделение бывает сложно осуществить на практике. В предпочтительном случае, в котором средство разделения содержит средство вращения, в результате вращения смеси, теперь за счет повышенной разницы массовых плотностей разделяемых фракций, более легкая фракция, по существу, будет мигрировать, по меньшей мере, до внутренней поверхности вращения, а более тяжелая фракция, по существу, будет мигрировать, по меньшей мере, до внешней поверхности вращения. Такой способ разделения расширит возможное применение по меньшей мере одной из фракций по сравнению со смесью. Как правило, после разделения такая пригодная для использования фракция (в технологии очистки она будет называться "очищенной" фракцией) может еще содержать часть другой нежелательной фракции (в технологии очистки она будет называться "загрязненной" фракцией), хотя присутствие этой другой нежелательной будет существенно меньше, чем ее присутствие в исходной смеси. Напротив, нежелательная ("загрязненная") фракция может еще после обработки в первом средстве для разделения содержать часть пригодной для использования ("очищенной") фракции. В случае, когда вторая фракция соответствует нежелательной фракции смеси, и при обеспечении второго средства для разделения в соответствии с изобретением, присутствие фракции, пригодной для использования, в нежелательной фракции дополнительно снижается, что, таким образом, повышает эффективность и селективность разделения. Дополнительное преимущество изобретенного устройства состоит в том, что ему можно придать компактную форму. Более того, время обработки существенно сокращается. Следует отметить, что изобретение никоим образом не ограничено типом используемого сепаратора и могут быть использованы многие другие виды сепаратора. В предпочтительном варианте воплощения первое и/или второе средство разделения содержит вращающийся комплект подающих каналов. Такие вращающиеся сепараторы обладают таким преимуществом, что среднее расстояние от частицы среды до стенки (в радиальном направлении) ограничено, вследствие чего можно достигнуть желаемого уровня разделения в течение относительно короткого времени (которое соответствует относительно ограниченной длине вращающегося сепаратора в аксиальном направлении). Функционирование такого вращающегося комплекта подводящих каналов оказывает дополнительное положительное влияние, если в каналах поддерживается ламинарный поток среды. Напротив, также возможно, чтобы среда переносилась по каналам в виде турбулентного потока. Применяемые скорости потока можно изменять или оптимизировать в соответствии с ситуацией. В еще одном предпочтительном варианте воплощения первое и/или второе средство для разделения содержит циклон. Средство для разделения также может быть дополнено по меньшей мере одним циклоном (элементом вихря), или, в качестве альтернативы, комплектом из нескольких циклонов. В случае циклона можно придать средству для разделения стационарную форму и придать вращение только среде. Применение нескольких (меньших) циклонов обладает преимуществом по сравнению с одиночным циклоном, что сопоставимо с преимуществом, связанным с вращающимся комплектом подающих каналов. В циклон можно поместить отражательные перегородки, например, чтобы заставить определенную фракцию конденсироваться на отражательных перегородках и для контроля над циклоном. В еще одном предпочтительном вариант воплощения средство, влияющее на массовую плотность,содержит активное или пассивное средство охлаждения и/или нагрева. Эти средства охлаждения могут быть развернуты непосредственно для повышения массовой плотности разделяемых фракций. В конкретном успешном применении средства охлаждения располагают выше по потоку относительно средства расширения вдоль направления потока среды к первому средству для разделения, второму средству для разделения, или к ним обоим. Смесь, таким образом, сначала охлаждают до начала расширения, а затем в результате расширения она достигает намного более низкого температурного уровня, создавая,таким образом, идеальные условия для разделения фракций. Это может быть очень выгодным решением с точки зрения энергии, например, если имеет место (предварительное) охлаждение, вызванное рассеиванием энергии в окружающую среду. Это будет в дальнейшем разъяснено ниже на основе дополнительных развернутых примеров. Изобретение также относится к способу для разделения текущей смеси среды по меньшей мере на две фракции с различной массовой плотностью. В изобретенном способе успешно использовано устройство, описанное в настоящей работе, и оно включает в себя стадии:B) обработки текущей смеси среды в первом средстве для разделения таким образом, чтобы оно ее разделяло, по меньшей мере, на первую и вторую фракции;D) обработки второй фракции во втором средстве для разделения таким образом, чтобы оно разде-2 022955F) подачи четвертой фракции в первое средство для разделения; иG) повторения, по меньшей мере, стадий B) и C). Как уже было указано выше, он обладает преимуществами, когда стадия B) включает в себя физическое увеличения разницы в массовых плотностях фракций, разделяемых в смеси среды, перед тем, как осуществить их разделение, и даже более предпочтительно также, когда стадия D) включает в себя физическое увеличение разницы в массовых плотностях фракций при разделении второй фракции перед тем,как осуществить их разделение. Является предпочтительным, чтобы разделение текущей смеси среды и/или второй фракции осуществлялось путем приведения во вращения текущей смеси среды и/или второй фракции в средстве вращение. Является предпочтительным, чтобы способ согласно изобретению приводил к вращению текущей смеси среды и/или второй фракции в комплекте для вращения подающих каналов. Такие вращательные сепараторы обладают преимуществом, которое состоит в том, что среднее расстояние до среды от стенки(в радиальном направлении) ограничено, в результате чего желаемый уровень разделения может быть достигнут в течение относительно короткого периода времени (который соответствует относительно ограниченной длине вращательного сепаратора в аксиальном направлении). Эксплуатация такого вращательного комплекта подающих каналов оказывает дополнительное положительное влияние, если в каналах поддерживается предпочтительно ламинарный поток среды. Напротив, также возможно, чтобы среда переносилась по каналам в виде турбулентного потока. В другом предпочтительном варианте воплощения способа текущую смесь среды и/или вторую фракцию заставляют вращаться в циклоне (вихревой установке) или, в качестве альтернативы, с использованием нескольких циклонов. В случае циклона можно придать средству для вращения стационарную форму и привести во вращение только среду. Применение нескольких (меньших) циклонов обладает преимуществом по сравнению с одиночным циклоном, что сопоставимо с преимуществом, связанным с вращающим комплектом подающих каналов. Отражательные перегородки можно (необязательно) поместить в циклон, например, чтобы заставить определенную фракцию сконденсироваться на отражательные перегородки и для контроля над циклоном. Является предпочтительным, чтобы способ согласно изобретению дополнительно характеризовался тем, чтобы разница в массовых плотностях фракций смеси, предназначенных для разделения, и/или второй фракции, повышалась при принуждении смеси к расширению и/или охлаждению, и, таким образом,является предпочтительным, чтобы охлаждение осуществлялось до расширения. Расширение как таковое может быть осуществлено в соответствии с изобретением с помощью любого известного средства для расширения, пригодного для данной цели. Посредством расширения среды ее температуру можно снизить в течение очень короткого периода времени. Является предпочтительным, чтобы расширение было осуществлено путем применения расширяющего охладителя типа охладителя "Джоуля-Томсона". Смесь среды в таком расширяющем охладителе охлаждают изоэнтальпийно, в результате чего давление может быть снижено относительно независимо от температуры. Другая возможность состоит в том, что охлаждение вызывают посредством охлаждающей среды, которую заставляют расширяться, например, в отдельной циркуляционной системе, чтобы она достигла желаемого низкого уровня температуры. Является предпочтительным, чтобы расширение осуществлялось изоэнтальпийно (или изоэнтропически) с использованием турбины. При таком охлаждении давление и температура понижаются вместе. Преимущество работы с отдельной охлаждающей средой по сравнению с расширением среды, предназначенной для разделения, состоит, например, в том, что эту отдельную охлаждающую среду можно оптимизировать для желаемого охлаждающего воздействия. Как уже было указано выше, понижение температуры ответственно за влияние на плотность фракции. Конкретные благоприятные эффекты могут быть достигнуты, если смесь состоит из фракций с одинаковой фазой (например, из смеси газ/газ или смеси жидкость/жидкость), по меньшей мере одна фракция которой претерпевает такой фазовый переход, вызванный изменением температуры, при котором фазы разделяемых фракций становятся отличными друг от друга (что, таким образом, приводит к образованию, например, смеси газ/жидкость, смеси газ/твердое тело или смеси жидкость/твердое тело). Это явление фазового перехода для вещества, происходящее в результате изменения температуры, конечно, в основном является известным явлением. Настоящее изобретение, однако, основано на осуществлении того, что очень успешное разделение становится возможным при комбинировании фазового перехода (или при любом случае изменения разницы массовых плотностей разделяемых фракций) и последующего подвергания смеси среды первому разделению, предпочтительно путем вращения, в сочетании с описанным контуром обратной связи, включая второе разделение, предпочтительно осуществляемое путем вращения, по меньшей мере,фракции смеси среды. Однако следует особо отметить, что для разделения посредством средства вращения необязательно создавать разность фаз между компонентами, предназначенными для разделения; устройство в равной мере применимо для смеси фракций, присутствующих в одной и той же фазе (например, в смеси жидкость/жидкость, такой как диспергированная жидкость, и в смеси газ/газ). Для наилучшей возможной эксплуатации здесь желательно иметь насколько возможно, различные массовые плотности для разделяемых фракций.(p, T)-диаграмма смеси среды (диаграмма зависимости давления от температуры) обычно характеризуется областью, в которой фракции смеси среды образуют одну фазу (область смешивания), и более или менее замкнутой областью, где по меньшей мере часть фракций образует отдельную фазу (область расслаивания). Область газа, область жидкости и область твердой фазы обычно сильно различаются,причем область газа располагается в среднем при высоких температурах, а область твердой фазы, напротив, при низком давлении и температуре. Эти области ограничены несколькими линиями, в частности линией ликвидуса, которая означает границу между сочетаниями давления и температуры, при которых(в дополнение к другим фазам) также возникает жидкая фаза, и линией солидуса, которая означает границу между сочетаниями давления и температуры, при которых (в дополнение к другим фазам) также возникает твердая фаза. Согласно этому предпочтительному варианту воплощения целевая точка находится относительно близко к пересечению линий ликвидуса и солидуса. Конкретный предпочтительный способ согласно изобретению характеризуется тем, что обработка смеси среды на стадии В включает в себя приведение смеси среды к состоянию с давлением (p) и температурой (T), которые вместе задают целевую точку на (p, T)-диаграмме смеси среды, при условии, что целевая точка на этой фазовой диаграмме находится ниже линии ликвидуса и относительно близко к пересечению между линиями ликвидуса и солидуса. Получается, что путем охлаждения и расширения смеси среды для достижения целевой точки, заданной, как было указано выше, перед приведением смеси среды во вращение в первом средстве для вращения селективность разделения увеличивается до максимума. Однако недостатком может являться то, что вторая фракция, возможно, содержит повышенное количество первой фракции, что может быть нежелательным. Эта проблема адекватным образом решается путем обеспечения обработки смеси во втором средстве для разделения, которое предпочтительно содержит устройство для приведения во вращение второй фракции и устройство для повторной подачи полученного материала в первое средство для разделения. Удивительно, что при применении обеих мер достигается более высокая селективность, по меньшей мере для одной из фракций, предназначенной для выделения, по сравнению с известным способом. Говоря иными словами, по меньшей мере одну фракцию удается выделить в более чистой форме, причем в очищенной смеси среды остаются в большей степени желаемые фракции. Точнее говоря, получают смесь среды, которую можно разделить на более чистые фракции, чем можно было получать до сих пор. Каждая фракция может обычно содержать малое количество другой фракции. Согласно этому предпочтительному варианту воплощения целевая точка должна находиться относительно близко к пересечению между линиями солидуса и ликвидуса. Понятие "относительно близко" означает, что целевая точка не отстоит более чем на 50C и 20 бар от пересечения между линиями солидуса и ликвидуса, более предпочтительно не более чем на 40C и 15 бар от пересечения и наиболее предпочтительно не более чем на 30C и 10 бар от пересечения. В предпочтительном варианте воплощения целевая точка 1s находится справа от линии солидуса. Смесь среды перед настоящим разделением тогда должна содержать жидкую и газовую фазу. Вторая фракция в этом варианте воплощения будет содержать жидкую фазу, в которой растворена газовая фаза. Эту вторую фракцию легко можно во втором средстве для разделения разделить на третью, преимущественно жидкую фракцию, которую повторно подают в первое средство для разделения для воссоединения с исходной текущей смесью среды, и четвертую, преимущественно газовую фракцию, которую выводят наружу. В другом предпочтительном варианте воплощения целевая точка находится слева от линии солидуса. Тогда смесь среды перед настоящим разделением будет содержать жидкую, твердую и газовую фазу. Вторая фракция в этом варианте воплощения будет содержать жидкую фазу, в которой растворены твердая и газовая фаза. Эту вторую фракцию во втором средстве для разделения легко можно разделить на третью, преимущественно твердожидкую фракцию (взвесь), которую повторно подают в первое средство для разделения для воссоединения с исходной текущей смесью среды, и четвертую, преимущественно газовую фракцию, которую выпускают наружу. Является выгодным ограничить количество твердых частиц, обеспечивающих взвесь, которую можно легко транспортировать по трубопроводам, и т.п., например, с помощью насоса. Понижения температуры до целевой точки можно достигнуть, например, путем подачи смеси среды в средство для активного или пассивного охлаждения. Хотя это и не является необходимым для изобретения, это бывает выгодно, когда температура понижается при почти постоянном давлении. Поскольку для большинства смесей сред температура понижается от комнатной температуры, смесь среды как единое целое будет претерпевать разделение фаз. В качестве некоторых примеров возможных применений согласно настоящему изобретению можно привести разделение смеси воздух/азот, смеси CO2/азот, смесиCO2/H2, деаэрирование или дегазацию воды, обезвоживание воздуха и очистку природного газа. Является предпочтительным, чтобы способ можно было применять в целях разделения смесей газ/газ, таких как, например, природный газ, на фракции. Понижение температуры до целевой точки будет в этом случае приводить к фазовому переходу из газообразного состояния в жидкое состояние. За счет первого по-4 022955 вторного охлаждения смеси среды до начала ее расширения для последующего достижения даже более низкой конечной температуры (и конечного давления) в результате расширения по меньшей мере одна из фракций, предназначенных для разделения, будет претерпевать фазовый переход из жидкости в газ, в данном случае - в наиболее летучие фракции. Это приводит к образованию смеси среды с жидкой основой, в которую инкорпорированы пузырьки газа, иными словами, пузырчатой структуры. Было обнаружено, что такую смесь можно разделять с повышенной селективностью, причем эта селективность выше,чем селективность, которую можно достигнуть способом, в котором газовая смесь расширяется, исходя из газовой фазы. Способ согласно изобретению можно осуществлять с помощью относительно небольшого устройства со сквозным потоком, поскольку отдельные стадии обработки можно осуществлять в течение очень короткого периода времени, например индивидуально в течение менее чем 1 с, обычно менее чем 0,1 с,или даже менее чем 10, или менее чем 5 млс. Это делает необязательным осуществление громоздких процессов с использованием соответствующих устройств, которые должны иметь такие размеры, чтобы в них можно было содержать большие объемы. Конкретное предпочтительное применение способа согласно изобретению характеризуется тем, что смесь среды содержит природный газ, и тем, что целевая точка выбрана таким образом, что фракция метана, присутствующая в смеси природного газа, изменяется до газовой (или паровой) фазы. При выборе целевой точки таким образом, чтобы она находилась ниже линии ликвидуса на фазовой диаграмме и относительно близко к пересечению линий ликвидуса и солидуса, фракция пара метана в смеси жидкость/газ будет максимально увеличена. Эту фракцию метана выпускают в виде первой фракции, вследствие чего типичная концентрация метана составляет 86-96 мол.%. Согласно другому предпочтительному варианту воплощения целевую точку выбирают таким образом, чтобы по меньшей мере одна из загрязняющих фракций, присутствующая в смеси среды, такая как,например, CO2 и H2S, изменяла фазу и данная (вторая) фракция, по меньшей мере, частично отделялась от метановой фракции в первом средстве вращении, а затем подвергалась вращению во втором средстве вращения до осуществления, по меньшей мере, частичного разделения (четвертой) фракции CO2/H2S от(третьей) фракции метана, а затем эту (третью) фракцию метана снова подают в первое средство вращения. Запасы природного газа, который можно регенерировать экономически выгодным способом, ограничены, поскольку значительная часть технически регенерируемого природного газа загрязнена нежелательными газами. Конечно, при их возникновении в природном газе в количестве десятков процентов до настоящего времени не представлялось возможным в достаточной степени отделять эти загрязняющие газы от углеводородов экономически выгодным способом. Способ согласно изобретению не имеет этого недостатка. Настоящее изобретение далее будет разъяснено на основе неограниченных примерных вариантов воплощения, показанных на следующих фигурах. В настоящем документе: на фиг. 1 показано схематическое изображение устройства согласно изобретению; на фиг. 2 показан пример диаграммы (p, T) смеси природного газа, разделяемой с помощью способа согласно изобретению. На фиг. 2 показана фазовая диаграмма загрязненного газа, такого как, например, природный газ, который можно очищать с использованием изобретенного способа. Точнее говоря - это фазовая диаграмма смеси CH4/CO2/H2S. По оси у показано давление 100, тогда как по оси х показана температура 200. Фазовая диаграмма, кроме того, содержит область (обозначенную как G или L), где фракции смеси среды образуют одну фазу (область смешивания) и более или менее замкнутую область (обозначенную как G+L,L+S и G+L+S), где по меньшей мере часть фракции образует отличную от других фазу (область расслаивания). В области G смесь среды является газообразной, в области L смесь среды представляет собой жидкость. В области G+L присутствует смесь жидкости и газа, причем в данном случае CO2 и H2S находятся в жидкой фазе, а CH4 - в газовой фазе. Область G+L+S представляет собой смесь газа, жидкости и твердой фазы, точнее говоря, СН 4, присутствующего в газовой фазе, H2S, присутствующего в жидкой фазе, и CO2, присутствующего в твердой фазе. Хотя это и не указано на фиг. 2, для H2S при дальнейшем падении температуры также возможно изменение фазы на твердую. Несколько линий разграничивают соответствующие области, в частности, точка росы или линия ликвидуса 110 обозначает границу между сочетаниями давления 100 и температуры 200, ниже которых(в дополнение к другим фазам) также появляется жидкая фаза L, а линия солидуса 120 обозначает границу между сочетаниями давления 100 и температуры 200, ниже которых (в дополнение к другим фазам) также появляется твердая фаза S. Фазовая диаграмма показывает критическую точку 140, идея которой известна специалистам в данной области техники, при которой газовая фаза и жидкая фаза находятся в равновесии друг с другом. Должно быть ясно, что фазовая диаграмма, показанная на фиг. 2, приведена лишь в качестве примера, и что данный способ аналогичным образом применим для разделения смесей сред с большим количеством фракций, а, следовательно, и для более сложной фазовой диаграммы. Точка 150 задана как пересечение линии солидуса 120 и линии ликвидуса 110. Обратимся теперь к фиг. 1, где показано устройство 1 для очистки загрязненного газа, такого как,-5 022955 например, природный газ, и в данном устройстве 1 может быть осуществлен способ согласно изобретению. Загрязненный газ подают, как указано стрелкой P1, в виде сырья 2 под давлением 50-150 бар (как правило, при типичном давлении примерно 90 бар) и при температуре, например, более 100C. Газ при желании может быть подвергнут предварительной обработке в блоке предварительной обработки 20. Газ,подаваемый, как указано стрелкой P1, затем охлаждают в теплообменнике 3, например, посредством охлаждения до температуры атмосферы. Охлаждение, как правило, должно быть таким, чтобы природный газ достигал температуры более низкой, чем его критическая температура, например, температуры T1,указанной на фиг. 2. Является предпочтительным, чтобы газ охлаждали до температуры T1 при почти постоянном давлении. При температуре T1 газ находится в жидкой фазе. Подходящая температура T1 составляет, например, примерно -60C. Охлажденная указанным способом жидкость течет из теплообменника 3, как указано стрелкой P2, в расширитель 4. Жидкость, подаваемую, как указано стрелкой P2,расширяют посредством расширителя 4, предпочтительно, изоэнтропически, до достижения более низкого давления, которое находится относительно близко к пересечению 150 и ниже линии ликвидуса 110,например, между 25 и 45 бар. Это понижение изоэнтропического давления и температуры указано на фиг. 2 пунктирной линией 130. В результате резкого падения давления температура жидкости будет падать обратно до конечной температуры T2 (и соответствующего конечного давления p2) таким образом,что часть фракции, присутствующей в жидкости, изменяет фазу. Согласно изобретению является предпочтительным, чтобы конечное давление (p2) и температура (T2) целевой точки 160 находились относительно близко к давлению и температуре пересечения 150. Является предпочтительным, чтобы температура находилась в диапазоне 50C от температуры, соответствующей пересечению 150, тогда как давление предпочтительно должно находиться в пределах диапазона 20 бар от давления, соответствующего пересечению 150. Точнее говоря, по меньшей мере, часть основной составляющей, -СН 4, присутствующей в жидком природном газе, будет попадать в газовую фазу из-за расширения. При достижении целевой точки 160 от температуры T1, находящейся ниже критической точки 140, получается жидкая смесь, содержащая пузырьки газа. Однако также можно охлаждать (и/или расширять) смесь до целевой точки 160 от температуры выше критической точки 140. В таком случае получается газ, содержащий жидкие пузырьки. При выборе целевой точки 160 таким образом, чтобы она на фазовой диаграмме находилась ниже линии ликвидуса 110 и относительно близко к пересечению 150 линии солидуса 120 и линии ликвидуса 110, фракция пара метана в смеси жидкость/газ увеличивается до максимума. Загрязняющие фракции CO2 и H2S остаются в жидкой фазе. В результате, образуется смесь среды с жидкой основой, в которой инкорпорированы пузырьки газа. Такую смесь среды подают, как указано стрелкой P3, в первое средство вращения, имеющего форму вращающегося комплекта подающих каналов 5. Смесь жидкости и пузырьков газа переносится по каналам ротора 5, вследствие чего в результате вращения ротора 5 пузырьки газа конденсируются на стенках подающих каналов. Сконденсированные пузырьки газообразного метана покидают ротор 5 со стороны, удаленной от расширяющего клапана 4, и выходят наружу в виде первой фракции согласно стрелке P4 в качестве очищенного газа. При необходимости,первую фракцию можно затем дополнительно очищать стандартными средствами, например, путем аминовой обработки. Для приведения газа в жидкую фазу можно использовать компрессор 6. Фракция метана, выпущенная в качестве первой фракция 7, обычно имеет концентрацию метана 86-96 мол.%. Согласно изобретению загрязненную жидкую фазу, которая состоит в основном из жидких CO2 иH2S с некоторым количеством газообразного метана внутри, выпускают, как указано стрелкой P5, в качестве второй фракции 8, охлажденной (необязательно) в теплообменнике (не показан), и расширяют посредством дроссельного клапана 9. В результате, образуется вторая фракция с жидкой основой, в которую инкорпорированы пузырьки газообразного метана. На фазовой диаграмме, на фиг. 2, эта вторая фракция также показана в виде кривой 210. Следует принять к сведению, что эта фазовая диаграмма отличается от фазовой диаграммы для исходной смеси, поскольку относительные количества СН 4 и CO2 отличны друг от друга. Для смеси CO2/СН 4, взятой в соотношении 50/50, например, вторая фракция может обычно представлять собой смесь CO2/СН 4, взятая в соотношении 80/20. Эту смесь среды подают,как указано стрелкой P6, ко второму средству вращения, имеющему форму вращающегося комплекта подающих каналов 10. Является предпочтительным, чтобы вторая фракция охлаждалась и/или расширялась до конечного давления и температуры таким образом, чтобы целевая точка 260 на фазовой диаграмме находилась относительно близко к линии ликвидуса 210, как проиллюстрировано на фиг. 4 в виде множества предпочтительных целевых точек 260. Является предпочтительным, чтобы давление находилось в пределах диапазона 20 бар от давления, соответствующего линии ликвидуса 210, более предпочтительно в пределах диапазона 10 бар. Пузырчатую смесь жидкость/газ подают по каналам ротора 10, вследствие чего в результате вращения ротора 10 пузырьки газа конденсируются на стенки подающих каналов. Сконденсированные пузырьки газообразного метана покидают ротор 10 со стороны, удаленной от дроссельного клапана 9, и выходят наружу в виде третьей фракции 13 согласно стрелке P7. Для приведения газообразного метана в жидкую фазу или, по меньшей мере, к условиям, которые соответствуют входным условиям для первого средства вращения, можно использовать компрессор 11 и (необязательно) нагревательное средство (не показано) 5. Согласно изобретению третью фракцию 13 повторно подают согласно стрелке P8 в первое средство вращения 5 после охлаждения в теплообменнике 15 (необязательно). Согласно изобретению загрязненную жидкую фазу, которая в основном состоит из жидких CO2 и H2S с очень небольшим количеством газообразного метана внутри (обычно менее 1 мол.%), выпускают согласно стрелке P9 в качестве четвертой фракции 14 за счет приведения в действие насоса 12. Рассмотрим теперь фиг. 2, где согласно изобретению газовую смесь также можно охлаждать и расширять до достижения целевой точки 170, соответствующей давлению p3 и температуре T3, таким образом, чтобы газ находился в жидкой фазе, а по меньшей мере одна фракция находилась в твердой фазе. Для типичного природного газа, содержащего смесь CH4/CO2/H2S, температура T3 будет составлять, например, примерно -65C и ниже, а давление - примерно 40 бар. В этом варианте воплощения вторая фракция также будет содержать твердые частицы СО 2. Их затем во втором средстве вращения 10 разделяют на фракции жидкого H2S и газообразного СН 4. Способ согласно изобретению можно использовать для многих применений. Любое разделение углеводородов может, в принципе, образовывать предмет изобретенного способа, в котором является предпочтительным, чтобы фракции, подлежащие разделению, различались по точке испарения. Таким образом, можно применять данный способ в целях очистки природного газа, как было подробно описано выше. Также можно применять данный способ для крекинга лигроина, причем вышеописанное устройство можно использовать в качестве замены для обычной дистилляционной колонны. Также можно применять данный способ для разделения и очистки полиолефинов и других полимеров. Особо предпочтительным является применение способа и устройства для обогащения воздуха, т.е. для очистки воздуха за счет пополнения воздуха кислородом за счет количества азота. Такой обогащенный кислородом воздух можно успешно использовать в качестве сырья в установках горелок. Поскольку количество кислорода в очищенном сырье высоко, количество CO2 в смеси для горения также будет высоко, что облегчает его разделение. Другие предпочтительные применения способа и устройства согласно изобретению включают в себя отделение жидких компонентов от природного газа, в частности отделение пентана от метана; конверсионные технологии отделения CO2 от угля; отделение CO2 от N2 и отделение CO2 от H2. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство (1) для разделения смеси текущих сред по меньшей мере на две фракции, обладающие различной массовой плотностью, причем устройство содержит вход (2) для смеси разделяемых сред, который соединен с первым средством (5) для вращения,предназначенным для вращения текущей смеси таким образом, чтобы оно разделяло ее, по меньшей мере, на первую и вторую фракцию (7, 8), и которое соединено с первым и вторым средством для выведения, предназначенным для выпуска первой и второй фракции (7, 8); контур обратной связи, связывающий второе средство для выведения и средство для ввода, принадлежащее первому средству (5) для вращения, причем контур обратной связи содержит второе средство(10) для вращения второй фракции таким образом, чтобы оно разделяло ее, по меньшей мере, на третью и четвертую фракцию (13, 14), и которое соединено с третьим и четвертым средством для выведения,предназначенным для выпуска третьей и четвертой фракции (13, 14), причем третье средство для выведения подсоединено к входу первого средства (5) для вращения; и первое средство для оказания физического воздействия на разницу массовых плотностей разделяемых фракций, которое соединено с первым средством (5) для вращения выше по направлению потока среды и содержит средство (3) для активного или пассивного охлаждения, расположенное выше средства (4) для расширения по направлению потока среды. 2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что устройство содержит второе средство для оказания физического воздействия на разницу массовых плотностей разделяемых фракций, причем второе средство ниже по направлению потока среды соединено с первым средством для вращения, а выше по направлению потока среды соединено со вторым средством для вращения. 3. Устройство по п.2, в котором второе средство для оказания физического воздействия на разницу массовых плотностей содержит средство для активного или пассивного охлаждения, расположенное выше средства для расширения по направлению потока среды. 4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что первое и/или второе средство для вращения содержит комплект для вращения подающих каналов. 5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что первое и/или второе средства для вращения содержат циклон. 6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что средство, оказывающее воздействие на разницу массовых плотностей, содержит средство для расширения и/или сжатия. 7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, характеризующееся тем, что средство, оказывающее воздействие на разницу массовых плотностей, содержит средство для охлаждения и/или нагрева. 8. Способ для разделения смеси текущих сред по меньшей мере на две фракции, обладающие раз-7 022955 личной массовой плотностью в устройстве по пп.1-7, включающий в себя стадии:A) подачи смеси сред, подлежащей разделению на фракции;B) обработки смеси текущих сред в первом средстве для вращения таким образом, чтобы оно вращало и разделяло ее, по меньшей мере, на первую и вторую фракции;D) обработки второй фракции во втором средстве для вращения таким образом, чтобы оно вращало и разделяло ее, по меньшей мере, на третью и четвертую фракции;F) подачи третьей фракции в первое средство для разделения; иG) повторения, по меньшей мере, стадий B) и C),причем стадия B) включает в себя физическое увеличение разницы массовых плотностей фракций,подлежащих разделению в смеси среды, путем охлаждения смеси с последующим расширением этой смеси перед тем, как вызвать разделение смеси в первом средстве для вращения. 9. Способ по п.8, характеризующийся тем, что стадия D) включает в себя физическое увеличение разницы массовых плотностей фракций, подлежащих разделению во второй фракции, перед тем, как вызвать ее разделение. 10. Способ по п.9, характеризующийся тем, что этап физического увеличения разницы массовой плотности фракций, подлежащих разделению во второй фракции, до ее разделения содержит охлаждение смеси с последующим расширением этой смеси. 11. Способ по любому из пп.8-10, характеризующийся тем, что стадия D) включает в себя принуждение текущей смеси среды и/или второй фракции к вращению в комплекте для вращения подающих каналов. 12. Способ по любому из пп.8-10, характеризующийся тем, что стадия D) включает в себя принуждение текущей смеси среды и/или второй фракции к вращению в циклоне. 13. Способ по любому из пп.9-12, характеризующийся тем, что разницу массовых плотностей фракций смеси, предназначенной для разделения, и/или второй фракции, предназначенной для разделения,повышают, заставляя смесь расширяться. 14. Способ по любому из пп.8-13, характеризующийся тем, что смесь, подлежащую разделению,и/или вторую фракцию, охлаждают перед тем, как заставить ее вращаться. 15. Способ по любому из пп.13, 14, характеризующийся тем, что обработка смеси среды на стадииB) включает в себя приведение смеси среды в состояние с давлением (p) и температурой (T), которые вместе задают целевую точку на (p, T)-диаграмме смеси среды, при условии, что целевая точка на фазовой диаграмме находится ниже линии ликвидуса и не отклоняется больше чем на 50C и 20 бар от пересечения линий ликвидуса и солидуса. 16. Способ по п.15, характеризующийся тем, что целевая точка не отклоняется более чем на 50C и более чем на 20 бар от пересечения линий ликвидуса и солидуса. 17. Способ по п.15 или 16, характеризующийся тем, что целевая точка находится справа от линии солидуса. 18. Способ по п.15 или 16, характеризующийся тем, что целевая точка находится слева от линии солидуса. 19. Способ по любому из пп.8-18, характеризующийся тем, что расширение осуществляется адиабатически, и/или изоэнтропически, и/или изоэнтальпически.