EP0644996B1 - Procede et installation de refroidissement d'un gaz, notamment pour la liquefaction de gaz naturel - Google Patents

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EP0644996B1
EP0644996B1 EP94913137A EP94913137A EP0644996B1 EP 0644996 B1 EP0644996 B1 EP 0644996B1 EP 94913137 A EP94913137 A EP 94913137A EP 94913137 A EP94913137 A EP 94913137A EP 0644996 B1 EP0644996 B1 EP 0644996B1
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cooling
pressure
natural gas
stage
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EP94913137A
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Maurice Grenier
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Gaz de France SA
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    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/30—Dynamic liquid or hydraulic expansion with extraction of work, e.g. single phase or two-phase turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/60—Integration in an installation using hydrocarbons, e.g. for fuel purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/02—Internal refrigeration with liquid vaporising loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/34—Details about subcooling of liquids
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    • Y10S62/00—Refrigeration
    • Y10S62/902—Apparatus
    • Y10S62/903—Heat exchange structure

Definitions

  • the present invention relates to a cooling process a fluid, especially for liquefying gas natural, as well as an integral waterfall type fluid cooling installation, where a mixture is compressed in at least two stages refrigerant composed of volatility constituents different and after at least each of the stages compression intermediates, we condense partially mixing at "room temperature", at least some of the condensed fractions as well as the high pressure gas fraction being cooled, relaxed, heat exchange relationships with the fluid to cool, then compressed again.
  • the refrigerant mixture consists of a number of fluids including, among others, nitrogen, hydrocarbons like methane, ethylene, ethane, propane, butane, pentane, etc.
  • the mixture is compressed, liquefied and then sub-cooled to the high pressure of the cycle which is generally between 20 and 50 bars.
  • This liquefaction can be carried out in one or more steps with separation of the condensed liquid at each step.
  • the liquid (s) obtained are, after their sub-cooling, relaxed at low pressure cycle, generally between 1.5 and 6 bars, and vaporized against the current of the natural gas to be liquefied and cycle gas to be cooled.
  • the refrigerant mixture After reheating in the vicinity of the room temperature, the refrigerant mixture is new tablet until high cycle pressure.
  • the invention aims to to obtain both a specific energy of the process and a relatively small investment, in best conditions.
  • the invention relates to a method according to claim 1.
  • room temperature stated at the beginning of the text as the room temperature thermodynamic reference corresponding to the coolant temperature (water in particular) available on the site and used in the cycle, increased by the difference in temperature fixed, by construction, at the outlet of the devices machine refrigerants (compressors, exchangers ). In practice, this difference is around 3 to 10 ° C, and preferably around 5 to 8 ° C.
  • the device head cooling temperature distillation (corresponding substantially to the temperature of the "liquid” acting for this purpose) will between about 0 and 20 ° C, and generally between 5 and 15 ° C, for an “ambient temperature” (or inlet line temperature) around 15 to 45 ° C, and generally between 30 and 40 ° C.
  • the subject of the invention is also a installation for cooling a fluid, in particular natural gas liquefaction, intended for the work of such a process.
  • the heat exchange line will consist of two plate heat exchangers in series, connected to each other by end domes, end to end.
  • the gas liquefaction facility natural shown in Figure 1 includes essentially: a single cycle compressor 1 to three stages 1A, 1B and 1C, each stage driving back, via a respective pipe 2A, 2B and 2C, in a respective refrigerant 3A, 3B and 3C water-cooled from sea, this water typically having a temperature of on the order of + 25 to + 35 ° C; a pump 4; a column of distillation 5 having some theoretical plateaus; of separator pots 6B, 6C, the top of which communicates respectively with the suction of stages 1B and 1C; a heat exchange line 7 comprising two heat exchangers in series, namely a "hot" heat exchanger 8 and a "cold” exchanger 9; a separator pot intermediate 10; an auxiliary liquid circuit 11 cooling ; an auxiliary heat exchanger 12; a denitrogenation column 13; and a storage of liquefied natural gas (LNG) 14.
  • LNG liquefied natural gas
  • the outlet of the 3A refrigerant leads into the separator 6, the bottom of which is connected to the suction of pump 4, while the latter flows back into the driving 2B.
  • 3B refrigerant outlet communicates with the tank in column 5, and the bottom of the separator 6C is connected by gravity, via a siphon 15 and a valve 16, at the head of column 5.
  • Exchangers 8, 9 are exchangers parallelepipedic with aluminum plates possibly brazed, with counter-current circulation of the set fluids in heat exchange relationship, and have the same length. They each include the passages necessary to ensure the functioning which will be described below.
  • the refrigerant mixture consisting of C1 to C5 hydrocarbons and nitrogen, comes out of the top (hot end) of the exchanger 8 in the gaseous state and via a line 17 to the suction of the first compressor stage 1A.
  • first intermediate pressure P1 typically of the order of 8 at 12 bar
  • second pressure intermediate P2 typically of the order of 14 to 20 bars, in lB
  • the mixture of the two phases is cooled and partially condensed in 3B, then distilled in 5.
  • the tank liquid in column 5 constitutes a first coolant, suitable for provide essential refrigeration of the exchanger hot 8.
  • this liquid is introduced laterally, via an input box 18, in the part upper part of this exchanger, sub-cooled in passages 19 to the cold end of the exchanger, towards - 20 to - 40 ° C, taken out laterally via a box of output 20, relaxed at low cycle pressure, which is typically of the order of 2.5 to 3.5 bars, in a expansion valve 21, and reintroduced in the form two-phase at the cold end of the same exchanger via a side box 22 and a distribution device suitable for spraying in low passages pressure 23 of the exchanger.
  • the head vapor of column 5 is cooled and partially condensed in passages 24 of exchanger 8 up to a temperature intermediate significantly below temperature ambient, for example up to + 5 to + 10 ° C, then introduced into pot 6C.
  • the liquid phase returns in reflux by gravity, via the siphon 15 and the valve 16, in head of column 5, while the vapor phase is compressed at high cycle pressure, typically from around 40 bars, in lC, then is reduced to + 30 to + 40 ° C in 3C.
  • This vapor phase is then cooled from the hot end to the cold end of the exchanger 8 in high pressure passages 25, and separated into two phases in 10.
  • the refrigeration of exchanger 9 is obtained by means of the high pressure fluid, the next way.
  • the liquid collected in 10 is sub-cooled in the hot part of the exchanger 9, in passages 27, then exited the exchanger, relaxed at the low pressure in an expansion valve 28, reintroduced into the exchanger and vaporized in the part hot low pressure passages 29 thereof.
  • the vapor phase from separator 10 is cooled, condensed and sub-cooled from the hot end to the cold end of the exchanger 9, and the liquid thus obtained is relaxed at low pressure in an expansion valve 30, and reintroduced at the cold end of the exchanger for be sprayed in the cold part of the lower passages pressure 29 then joined to the expanded fluid at 28.
  • Processed natural gas arriving at + 20 ° C, after drying, via line 31, is laterally introduced into the exchanger 8 and cooled to the cold end of it in passages 32.
  • natural gas is sent to a hydrocarbon removal device 33 in C2 to C5, and the remaining mixture, consisting mainly methane and nitrogen, with a small amount of ethane and propane, is divided in half streams: a first stream, cooled, liquefied and sub-cooled from the hot end to the cold end of the auxiliary exchanger 12 then expanded to 1.2 bar in an expansion valve 34, and a second current, cooled, liquefied and sub-cooled from hot end to cold end of the exchanger 9 in passages 35, sub-cooled again around 8-10 ° C in a coil 36 forming column reboiler 13, and expanded to around 1.2 bar in an expansion valve 37.
  • the two relaxed currents are united then introduced at reflux at the top of column 13, which thus ensures the denitrogenation of natural gas.
  • the liquid of the bottom of this column constitutes nitrogenous LNG produced by the facility and sent to storage 14, while the overhead steam is reheated to - 20 to - 40 ° C from the cold end to the hot end of the exchanger 12 and is sent via a line 38 to the "fuel gas" network to be burned or used in a gas turbine of the installation used to drive the compressor 1.
  • a cut additional on natural gas can be performed in the exchanger 9 at a temperature allowing recover additional quantities of hydrocarbons in C2 and C3 in the apparatus 33.
  • the hottest part of exchanger 8 can be used to cool from + 40 at around + 20 ° C a suitable liquid, especially pentane, put into circulation in passages 40 of the exchanger by a pump 41 and serving to refrigerate another part of the installation, for example gas natural raw intended to be dried before treatment in the liquefaction plant.
  • This circulation of liquid constitutes the refrigerant circuit 11 cited above.
  • the cutoff at around - 20 to - 40 ° C between the two exchangers also correspond to heat exchange surfaces of the same order above and below this cut, so that we can use two exchangers 8 and 9 of maximum length under thermal performance conditions optimal, and a single separator pot 10, at the cutoff above, for the high pressure fluid.
  • the outlet of the 3B refrigerant opens in a 6D separator pot, the vapor phase of which supplies the 1D stage.
  • the repression of it is cooled by a 3D refrigerant then introduced to the base from column 5.
  • the liquid in the 6D pot constitutes a additional coolant, sub-cooled in additional passages 45 provided in the hot part exchanger 8, out of it, relaxed at low pressure in an expansion valve 46 and reintroduced in the exchanger to be vaporized in the part low pressure passages 23.
  • the overhead vapor from the column 5 is sent directly to the suction of the last stage of compression 1C, and the high fluid pressure is sent to the base of a dephlegmator 47 cooled by seawater runoff around tubes vertical 48.
  • the majority of heavy products are collected at the base of the dephlegmator, relaxed in an expansion valve 49 and introduced at reflux at the head from column 5, and the top vapor from the dephlegmator as above, forms the high refrigerant pressure, which is cooled to the cold end of exchanger 8 then, after phase separation at 10, to the cold end of the exchanger 9.
  • FIG. 3 shows a mode of realization of a heat exchanger which can be used as an intermediate refrigerant 3B.
  • This exchanger comprises a calender 50 in which a number of vertical tubes 51 open to their two ends extend between an upper shelf 52 and a lower plate 53. Between these plates, and at the outside of the tubes, are mounted a number horizontal baffles 54. Cooling water arrives via a lower pipe 55 on the tray 52, flows upward through tubes 51 and is discharged through an upper pipe 56. The two-phase mixture carried by line 2B penetrates laterally in the grille under the plate 52 and descends along the baffles, then exits by the pipe outlet 57 of the exchanger, located a little above the tray 53.
  • Figure 4 shows another variant arrangement of the distillation column 5.
  • the column head vapor is heated a few degrees Celsius in an exchanger auxiliary heat 58, then sent to suction of the last compression stage 1C.
  • the high fluid pressure after cooling and condensing partial in 3C around + 30 to + 40 ° C, is separated in two phases in a separator pot 59.
  • the vapor from this pot constitutes the high pressure refrigerant, while the liquid phase, after sub-cooling a few degrees Celsius in the exchanger 58, is expanded in an expansion valve 49 as in Figure 2 and then introduced under reflux at the top of column 5.
  • sub-cooling 58 is optional.
  • the denitrogenation column 13 must operate at 1.15 bar or 1.2 bar, and therefore the nitrogen-free LNG leaving the tank of this column should be relaxed to atmospheric pressure at the entrance to storage 14, which produces gas from flash.
  • This gas, as well as the gas resulting from the inputs of heat in storage 14, must therefore be taken up and compressed by an auxiliary compressor to be distributed to the "fuel gas" network.
  • Figure 5 shows a arrangement which eliminates this compressor auxiliary, in the event that LNG leaving exchanger 9 contains a few% of nitrogen.
  • the LNG leaving the exchanger 9 is sub-cooled in the coil 36 of the column 13 and again sub-cooled in a heat exchanger auxiliary heat 60.
  • the liquid is then expanded around 1.2 bar in the expansion valve 37 and the turbine 39, then divided into two streams: a stream which is vaporized in a heat exchanger 60 then introduced to a intermediate level in column 13, and a current which is sent in reflux at the head of the latter.
  • the tank liquid from column 13, which is LNG without nitrogen, is then, for each storage, divided into two streams, one of which is sub-cooled in the exchanger 60 while the other passes through a bypass 61 to adjust the degree of subcooling overall, the circulation of the liquid being provided by a pump 62.
  • the overhead vapor of column 5 is generally rich enough in methane to be recovered as "fuel gas", in the sense indicated upper. It is therefore necessary to provide another auxiliary compressor for this purpose. If more cycle compressor 1 is driven by a turbine gas, it is necessary to supply it with gas fuel under a pressure of the order of 20 to 25 bars, which leads to installing a compressor high power auxiliary.
  • the layout of the Figure 6 shows how we can remove the need of such an auxiliary compressor.
  • the portion of natural gas from the device 33 which is treated in the exchanger 12 is cooled only to an intermediate temperature T1, then is introduced into the tank of column 63, via a pipe 65 while the rest of this natural gas is only cooled in the exchanger 9 to a intermediate temperature T2 lower than T1 then introduced at an intermediate level of the same column, via a pipe 66.
  • the cooling of the condenser 64 is assured by expanding part of the liquid around 25 bars of the column tank in an expansion valve 67.
  • the gas resulting from this vaporization has the same composition as the column bottom liquid, that is to say has a low nitrogen content, and therefore constitutes a combustible gas at 25 bars directly usable, via a pipe 68, in the gas turbine 69.
  • the rest of the column tank liquid 63 is, after sub-cooling partly in the cold part of the exchanger 9 and in the coil 36 of column 13, and partly in the cold part exchanger 12, expanded at 37, respectively at 70, and introduced to an intermediate level of the column 13.
  • the overhead vapor of column 63 containing 30 to 35% nitrogen, is cooled and condensed in the part exchanger 9 cold, sub-cooled in that of the exchanger 12, and, after expansion in a valve trigger 71, introduced in reflux at the top of the column 13.
  • the nitrogen enrichment of the washing of column 13 thus obtained has the consequence that the nitrogen vapor from this column is sufficient low in methane, for example contains 10 to 15% of methane, to be vented through the pipeline 38 after heating in 12.
  • a fraction of the natural gas to be treated conveyed by the line 31 can be cooled in the hot part of the exchanger 12 before being sent to the device 33.

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Description

La présente invention concerne un procédé de refroidissement d'un fluide, notamment pour la liquéfaction de gaz naturel, ainsi qu'une installation de refroidissement d'un fluide du type à cascade incorporé intégrale, où l'on comprime en au moins deux stades un mélange frigorigène composé de constituants de volatilités différentes et, après au moins chacun des stades intermédiaires de compression, on condense partiellement le mélange à "une température ambiante", certaines au moins des fractions condensées ainsi que la fraction gazeuse haute pression étant refroidies, détendues, mises en relation d'échange de chaleur avec le fluide à refroidir, puis comprimées de nouveau.
Conformément aux préambules des revendications 1 et 9 respectivement, un tel procédé et une telle installation sont connus par EP-A-0 117 793.
Les pressions dont il est question ci-dessous sont des pressions absolues.
Il a été proposé depuis longtemps de liquéfier le gaz naturel en utilisant un cycle frigorifique dit "à cascade incorporée" utilisant un mélange de fluides.
Le mélange frigorigène est constitué d'un certain nombre de fluides dont, entre autres, l'azote, des hydrocarbures comme le méthane, l'éthylène, l'éthane, le propane, le butane, le pentane, etc...
Le mélange est comprimé, liquéfié puis sous-refroidi à la haute pression du cycle qui est généralement comprise entre 20 et 50 bars. Cette liquéfaction peut être réalisée en une ou plusieurs étapes avec séparation du liquide condensé a chaque étape.
Le ou les liquides obtenus sont, après leur sous-refroidissement, détendus à la basse pression du cycle, généralement comprise entre 1,5 et 6 bars, et vaporisés en contre-courant du gaz naturel à liquéfier et du gaz de cycle à refroidir.
Après réchauffage au voisinage de la température ambiante, le mélange frigorigène est de nouveau comprimé jusqu'à la haute pression du cycle.
Pour que le fonctionnement soit possible, il est nécessaire de disposer d'un fluide capable de se condenser à la température ambiante à la haute pression du cycle. Ceci pose une difficulté particulière, provenant du fait que le mélange et les pressions sont généralement optimisés pour la partie froide de l'installation de liquéfaction et conviennent mal à une réfrigération également performante dans la partie chaude, c'est-à-dire comprise entre la température ambiante (généralement de l'ordre de + 30 à + 40°C dans les régions productrices de gaz naturel) et une température intermédiaire de l'ordre de - 20 à -40°C.
De nombreuses installations existantes font ainsi appel, pour la partie chaude, à un cycle de réfrigération séparé, à propane ou à mélange propaneéthane. On obtient ainsi une dépense d'énergie spécifique relativement faible, mais au prix d'un alourdissement important de la complexité et du coût de l'installation.
Il est déjà connu dans EP-A-0 117 793 un procédé de refroidissement reprenant les caractéristiques énoncées au préambule de la revendication 1.
Mais dans ce document,lorsqu'un appareil de distillation est prévu pour distiller donc le gaz issu de l'avant-dernier étage de compression (Figure 3), un appareil dit "réfrigérant" suivi d'un séparateur assurent un refroidissement avec renvoi partiel en tête de colonne du fluide qui en sort en partie supérieure, le reste de ce fluide partiellement condensé et séparé (à savoir la fraction vapeur) étant envoyé au dernier étage de compression.
Or, avec un tel agencement, la tête de l'appareil de distillation ne peut être suffisamment refroidie.
Et il est considéré que ceci ne constitue pas une optimisation du cycle opératoire.
Dans ces conditions, l'invention vise à d'obtenir à la fois une énergie spécifique du procédé et un investissement relativement réduits, dans les meilleures conditions.
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé selon la revendication 1.
Par souci de clarté, on définira la "température ambiante" énoncée en début de texte comme la température de référence thermodynamique correspondant à la température du fluide de refroidissement (eau notamment) disponible sur le site et utilisé dans le cycle, augmentée de l'écart de température que l'on se fixe, par construction, à la sortie des appareils réfrigérants de machine (compresseurs, échangeurs...). En pratique, cet écart est d'environ 3 à 10°C, et de préférence de l'ordre de 5 à 8°C.
On notera également, dès à présent, que la température de refroidissement de la tête de l'appareil de distillation (correspondant sensiblement à la température du "liquide" agissant à cet effet) sera comprise entre environ 0 et 20°C, et généralement entre 5 et 15°C, pour une "température ambiante" (ou température d'entrée dans la ligne d'échange) de l'ordre de 15 à 45°C, et généralement comprise entre 30 et 40°C.
Le procédé peut comprendre par ailleurs un ou plusieurs des modes de réalisation suivants :
  • on refroidit et on condense partiellement la vapeur de tête de l'appareil de distillation par échange de chaleur avec au moins lesdites fractions détenduesque l'on fait circuler dans une ligne d'échange thermique (comprenant une partie "chaude" et une partie "froide", et on refroidit la tête de l'appareil de distillation avec la phase liquide ainsi obtenue ;
  • on refroidit et on condense partiellement au voisinage de la température ambiante le gaz issu du dernier stade de compression, on détend la phase liquide obtenue, et on refroidit la tête de l'appareil de distillation au moyen de cette phase liquide détendue ;
  • on opère une déphlegmation du gaz issu du dernier stade de compression pendant son refroidissement ;
  • on effectue un échange de chaleur indirect entre le liquide résultant du refroidissement du gaz issu du dernier stade de compression et la vapeur de tête de l'appareil de distillation avant d'envoyer cette vapeur au dernier étage de compression et de détendre ledit liquide ;
  • on pompe une partie au moins du condensat du premier stade de compression jusqu'à la pression de sortie du deuxième stade de compression, et on le mélange au gaz issu de ce deuxième stade de compression ;
  • lorsque le procédé est destiné à la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, on sous-refroidit le gaz naturel liquéfié résultant de la réfrigération puis désazoté, par échange de chaleur avec du gaz naturel liquéfié non désazoté détendu ;
  • lorsque le procédé est destiné à la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, on effectue une désazotation primaire du gaz naturel sous sa pression de traitement dans une colonne auxiliaire, on détend à une pression intermédiaire une partie du gaz naturel liquéfié ayant subi cette désazotation primaire, on vaporise le liquide ainsi détendu en refroidissant la tête de la colonne auxiliaire, ce qui produit un gaz combustible sous la pression intermédiaire, on envoie ce gaz combustible à une turbine à gaz d'entraínement du compresseur, et on traite le reste du gaz naturel liquéfié ayant subi la désazotation primaire ainsi que la vapeur de tête de la colonne auxiliaire dans une colonne de désazotation finale sous basse pression produisant en cuve le gaz naturel liquéfié désazoté destiné à être stocké.
L'invention a également pour objet une installation de refroidissement d'un fluide, notamment de liquéfaction de gaz naturel, destinée à la mise en oeuvre d'un tel procédé.
Cette installation comprend les caractéristiques de la revendication 9.
Grâce aux caractéristiques de l'invention, on va pouvoir optimiser le cycle d'échange et les rendements thermique et mécanique. A noter également qu'en sortie de l'étage haute pression, le fluide est alors gazeux et ne condense pas, même si un "réfrigérant" est mis en place.
Dans un mode de réalisation particulier, la ligne d'échange thermique sera constituée de deux échangeurs à plaques en série, reliés l'un à l'autre par des dômes d'extrémité, bout à bout.
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en relation avec les dessins annexés, où :
  • la Figure 1 représente schématiquement une installation de liquéfaction de gaz naturel conforme à l'invention ;
  • la Figure 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'installation suivant l'invention ;
  • la Figure 3 représente plus en détail un élément de l'installation de la Figure 2 ;
  • la Figure 4 représente schématiquement une partie d'une variante de l'installation de la Figure 1 ;
  • la Figure 5 représente schématiquement une variante de la partie froide de l'installation de la Figure 1 ou de la Figure 2 ; et
  • la Figure 6 est une vue partielle schématique d'une autre variante d'installation.
L'installation de liquéfaction de gaz naturel représentée à la Figure 1 comprend essentiellement : un compresseur de cycle unique 1 à trois étages 1A, 1B et 1C, chaque étage refoulant, via une conduite respective 2A, 2B et 2C, dans un réfrigérant respectif 3A, 3B et 3C refroidi à l'eau de mer, cette eau ayant typiquement une température de l'ordre de + 25 à + 35°C ; une pompe 4 ; une colonne de distillation 5 ayant quelques plateaux théoriques ; des pots séparateurs 6B, 6C dont le sommet communique respectivement avec l'aspiration des étages 1B et 1C ; une ligne d'échange thermique 7 comprenant deux échangeurs en série, à savoir un échangeur "chaud" 8 et un échangeur "froid" 9 ; un pot séparateur intermédiaire 10 ; un circuit auxiliaire 11 de liquide de refroidissement ; un échangeur de chaleur auxiliaire 12 ; une colonne de désazotation 13 ; et un stockage de gaz naturel liquéfié (GNL) 14.
La sortie du réfrigérant 3A débouche dans le séparateur 6, dont le fond est relié à l'aspiration de la pompe 4, tandis que celle-ci refoule dans la conduite 2B. La sortie du réfrigérant 3B communique avec la cuve de la colonne 5, et le fond du séparateur 6C est relié par gravité, via un siphon 15 et une vanne de réglage 16, à la tête de la colonne 5.
Les échangeurs 8, 9 sont des échangeurs parallélepipédiques à plaques d'aluminium possiblement brasées, à circulation à contre-courant des fluides mis en relation d'échange thermique, et ont la même longueur. Ils comportent chacun les passages nécessaires pour assurer le fonctionnement qui sera décrit ci-dessous.
Le mélange frigorigène, constitué d'hydrocarbures en C1 à C5 et d'azote, sort du sommet (bout chaud) de l'échangeur 8 à l'état gazeux et parvient via une conduite 17 à l'aspiration du premier étage de compresseur 1A.
Il est ainsi comprimé à une première pression intermédiaire P1, typiquement de l'ordre de 8 à 12 bars, puis est refroidi vers + 30 à + 40°C en 3A et séparé en deux phases dans le pot 6B. La phase vapeur est comprimée à une deuxième pression intermédiaire P2, typiquement de l'ordre de 14 à 20 bars, en lB, tandis que la phase liquide est amenée par la pompe 4 à la même pression P2 et injectée dans la conduite 2B. Le mélange des deux phases est refroidi et partiellement condensé en 3B, puis distillé en 5.
Le liquide de cuve de la colonne 5 constitue un premier liquide réfrigérant, adapté pour assurer l'essentiel de la réfrigération de l'échangeur chaud 8. Pour cela, ce liquide est introduit latéralement, via une boíte d'entrée 18, dans la partie supérieure de cet échangeur, sous-refroidi dans des passages 19 jusqu'au bout froid de l'échangeur, vers - 20 à - 40°C, sorti latéralement via une boíte de sortie 20, détendu à la basse pression du cycle, qui est typiquement de l'ordre de 2,5 à 3,5 bars, dans une vanne de détente 21, et réintroduit sous forme diphasique au bout froid du même échangeur via une boíte latérale 22 et un dispositif de distribution approprié, pour être vaporisé dans les passages basse pression 23 de l'échangeur.
La vapeur de tête de la colonne 5 est refroidie et partiellement condensée dans des passages 24 de l'échangeur 8 jusqu'à une température intermédiaire nettement inférieure à la température ambiante, par exemple jusqu'à + 5 à + 10°C, puis introduite dans le pot 6C. La phase liquide retourne en reflux par gravité, via le siphon 15 et la vanne 16, en tête de la colonne 5, tandis que la phase vapeur est comprimée à la haute pression du cycle, typiquement de l'ordre de 40 bars, en lC, puis est ramenée vers + 30 à + 40°C en 3C. Cette phase vapeur est ensuite refroidie du bout chaud au bout froid de l'échangeur 8 dans des passages haute pression 25, et séparée en deux phases en 10.
Pour compléter la réfrigération de l'échangeur 8, on peut, comme représenté en trait interrompu, sous-refroidir jusqu'à une température intermédiaire une partie du liquide recueilli en 6B, puis le sortir latéralement de l'échangeur, le détendre à la basse pression dans une vanne de détente 26, et le réintroduire latéralement dans l'échangeur pour le vaporiser dans la partie intermédiaire des passages basse pression 23.
La réfrigération de l'échangeur 9 est obtenue au moyen du fluide haute pression, de la manière suivante.
Le liquide recueilli en 10 est sous-refroidi dans la partie chaude de l'échangeur 9, dans des passages 27, puis sorti de l'échangeur, détendu à la basse pression dans une vanne de détente 28, réintroduit dans l'échangeur et vaporisé dans la partie chaude des passages basse pression 29 de celui-ci. La phase vapeur issue du séparateur 10 est refroidie, condensée et sous-refroidie du bout chaud au bout froid de l'échangeur 9, et le liquide ainsi obtenu est détendu à la basse pression dans une vanne de détente 30, et réintroduit au bout froid de l'échangeur pour être vaporisé dans la partie froide des passages basse pression 29 puis réuni au fluide détendu en 28.
Le gaz naturel traité, arrivant vers + 20°C, après dessiccation, via une conduite 31, est introduit latéralement dans l'échangeur 8 et refroidi jusqu'au bout froid de celui-ci dans des passages 32.
A cette température, le gaz naturel est envoyé à un appareil 33 d'élimination d'hydrocarbures en C2 à C5, et le mélange restant, constitué essentiellement de méthane et d'azote, avec une petite quantité d'éthane et de propane, est divisé en deux courants : un premier courant, refroidi, liquéfié et sous-refroidi du bout chaud au bout froid de l'échangeur auxiliaire 12 puis détendu vers 1,2 bar dans une vanne de détente 34, et un deuxième courant, refroidi, liquéfié et sous-refroidi du bout chaud au bout froid de l'échangeur 9 dans des passages 35, sous-refroidi de nouveau d'environ 8 à 10°C dans un serpentin 36 formant rebouilleur de cuve de la colonne 13, et détendu vers 1,2 bar dans une vanne de détente 37. Les deux courants détendus sont réunis puis introduits en reflux en tête de la colonne 13, qui assure ainsi la désazotation du gaz naturel. Le liquide de cuve de cette colonne constitue le GNL désazoté produit par l'installation et est envoyé au stockage 14, tandis que la vapeur de tête est réchauffée jusqu'à - 20 à - 40°C du bout froid au bout chaud de l'échangeur 12 et est envoyée via une conduite 38 au réseau "fuel gas" pour être brûlée ou utilisée dans une turbine à gaz de l'installation servant à entraíner le compresseur 1.
Il est à noter qu'une coupure supplémentaire sur le gaz naturel peut être effectuée dans l'échangeur 9 à une température permettant de récupérer des quantités additionnelles d'hydrocarbures en C2 et C3 dans l'appareil 33.
Comme on l'a représenté, compte-tenu des débits très importants généralement mis en oeuvre dans une telle installation, il peut être souhaitable de détendre une partie des liquides froids dans des turbines à liquide ou "expanders" 39 pour produire du froid ainsi qu'une partie du courant électrique nécessaire. De plus, la partie la plus chaude de l'échangeur 8 peut être utilisée pour refroidir de + 40 à + 20°C environ un liquide approprié, notamment du pentane, mis en circulation dans des passages 40 de l'échangeur par une pompe 41 et servant à réfrigérer une autre partie de l'installation, par exemple le gaz naturel brut destiné à être desséché avant son traitement dans l'installation de liquéfaction. Cette circulation de liquide constitue le circuit réfrigérant 11 précité.
L'agencement décrit ci-dessus permet à la fois d'accélérer la condensation du mélange issu du deuxième étage de compression 1B, grâce à l'injection de liquide dans la conduite 2B au moyen de la pompe 4, de simplifier l'échangeur 8 si la totalité du liquide du pot 6B est pompé, et d'obtenir un mélange haute pression suffisamment débarrassé des produits lourds, plus précisément, dans l'exemple considéré, de la presque totalité des hydrocarbures en C5 et de la majorité des hydrocarbures en C4, pour être totalement vaporisé au bout chaud des passages 29 de l'échangeur froid 9. Ceci présente l'avantage important que ces passages peuvent déboucher dans un dôme supérieur 42 de l'échangeur 9 communiquant directement avec un dôme inférieur 43 de l'échangeur 8, sans qu'aucune redistribution diphasique soit nécessaire à la coupure entre les deux échangeurs. On peut alors simplifier encore l'installation en soudant bout à bout les deux échangeurs 8 et 9.
On peut également remarquer que l'aspiration de l'étage de compresseur 1C à une température relativement froide est favorable aux performances de celui-ci.
La coupure vers - 20 à - 40°C environ entre les deux échangeurs correspond par ailleurs à des surfaces d'échange thermique du même ordre au-dessus et au-dessous de cette coupure, de sorte que l'on peut utiliser deux échangeurs 8 et 9 de longueur maximale dans des conditions de performances thermiques optimales, et un unique pot séparateur 10, à la coupure précitée, pour le fluide haute pression.
On comprend que le contrôle de la température et de la pression (+ 5 à + 10°C, 14 à 20 bars) du liquide de refroidissement de la tête de la colonne 5 permet d'obtenir un gaz monophasique à la fois en sortie du réfrigérant 3C et en sortie (en 42) de l'échangeur froid 9 (- 20°C à - 40°C, 2,5 à 3,5 bars).
Il est à noter qu'en pratique, on monte n échangeurs 8 en parallèle, et n échangeurs 9 en parallèle.
L'installation représentée à la Figure 2 ne diffère de celle de la Figure 1 que par l'ajout, entre les étages de compression 1B et 1C, d'un autre étage de compression intermédiaire lD, ainsi que par le mode de refroidissement du liquide de reflux de la colonne 5.
Ainsi, la sortie du réfrigérant 3B débouche dans un pot séparateur 6D, dont la phase vapeur alimente l'étage 1D. Le refoulement de celui-ci est refroidi par un réfrigérant 3D puis introduit à la base de la colonne 5. Le liquide du pot 6D constitue un liquide réfrigérant additionnel, sous-refroidi dans des passages additionnels 45 prévus dans la partie chaude de l'échangeur 8, sorti de celui-ci, détendu à la basse pression dans une vanne de détente 46 et réintroduit dans l'échangeur pour être vaporisé dans la partie intermédiaire des passages basse pression 23.
Par ailleurs, la vapeur de tête de la colonne 5 est directement envoyée à l'aspiration du dernier étage de compression 1C, et le fluide haute pression est envoyé à la base d'un déphlegmateur 47 refroidi par ruissellement d'eau de mer autour de tubes verticaux 48. La majorité des produits lourds sont recueillis à la base du déphlegmateur, détendus dans une vanne de détente 49 et introduits en reflux en tête de la colonne 5, et la vapeur de tête du déphlegmateur forme comme précédemment le fluide frigorigène haute pression, qui est refroidi jusqu'au bout froid de l'échangeur 8 puis, après séparation de phases en 10, jusqu'au bout froid de l'échangeur 9.
La Figure 3 représente un mode de réalisation d'un échangeur de chaleur pouvant être utilisé en tant que réfrigérant intermédiaire 3B. Cet échangeur comprend une calandre 50 dans laquelle un certain nombre de tubes verticaux 51 ouverts à leurs deux extrémités s'étendent entre un plateau supérieur 52 et un plateau inférieur 53. Entre ces plateaux, et à l'extérieur des tubes, sont montées un certain nombre de chicanes horizontales 54. L'eau de refroidissement arrive par une canalisation inférieure 55 sur le plateau 52, circule vers le haut dans les tubes 51 et est évacuée par une canalisation supérieure 56. Le mélange diphasique véhiculé par la conduite 2B pénètre latéralement dans la calandre sous le plateau 52 et descend le long des chicanes, puis sort par la conduite de sortie 57 de l'échangeur, située un peu au-dessus du plateau 53.
Un tel agencement permet de bien homogénéiser le mélange diphasique pendant son refroidissement, et d'obtenir à un degré élevé l'avantage d'accélération de la condensation dans le deuxième étage du compresseur 1 qu'apporte la boucle comportant la pompe 4.
La Figure 4 représente une autre variante d'agencement de la colonne de distillation 5. Dans cette variante, la vapeur de tête de la colonne est rechauffée de quelques degrés Celsius dans un échangeur de chaleur auxiliaire 58, puis envoyée à l'aspiration du dernier étage de compression 1C. Le fluide haute pression, après refroidissement et condensation partielle en 3C vers + 30 à + 40°C, est séparé en deux phases dans un pot séparateur 59. La vapeur issue de ce pot constitue le fluide frigorigène haute pression, tandis que la phase liquide, après sous-refroidissement de quelques degrés Celsius dans l'échangeur 58, est détendue dans une vanne de détente 49 comme à la Figure 2 puis introduite en reflux en tête de la colonne 5.
On comprend que cette variante peut s'appliquer à une installation soit à trois soit à quatre étages de compression. De plus, le sous-refroidissement 58 est optionnel.
Quel que soit le mode de réalisation considéré, la colonne de désazotation 13 doit fonctionner vers 1,15 bar ou 1,2 bar, et par conséquent le GNL désazoté sortant de la cuve de cette colonne doit être détendu à la pression atmosphérique à l'entrée du stockage 14, ce qui produit du gaz de flash. Ce gaz, ainsi que le gaz résultant des entrées de chaleur dans le stockage 14, doit donc être repris et comprimé par un compresseur auxiliaire pour être distribué au réseau "fuel gas". La Figure 5 montre un agencement qui permet de supprimer ce compresseur auxiliaire, dans le cas où le GNL sortant de l'échangeur 9 contient quelques % d'azote.
Pour cela, le GNL sortant de l'échangeur 9 est sous-refroidi dans le serpentin 36 de la colonne 13 et de nouveau sous-refroidi dans un échangeur de chaleur auxiliaire 60. Le liquide est ensuite détendu vers 1,2 bar dans la vanne de détente 37 et la turbine 39, puis divisé en deux courants : un courant qui est vaporisé dans un échangeur 60 puis introduit à un niveau intermédiaire dans la colonne 13, et un courant qui est envoyé en reflux en tête de cette dernière.
Le liquide de cuve de la colonne 13, qui est du GNL sans azote, est alors, pour chaque stockage, divisé en deux courants dont l'un est sous-refroidi dans l'échangeur 60 tandis que l'autre passe dans une dérivation 61 pour régler le degré de sous-refroidissement global, la circulation du liquide étant assurée par une pompe 62.
De cette manière, c'est du liquide sous-refroidi d'environ 2°C qui est envoyé vers les stockages 14, ce qui supprime pratiquement tout flash à l'entrée de ces stockages et toute évaporation due aux entrées de chaleur au cours du temps. Comme on le comprend, c'est la différence des compositions du GNL avant et après désazotation qui permet d'obtenir un tel sous-refroidissement dans l'échangeur 60.
De même, la vapeur de tête de la colonne 5 est généralement suffisamment riche en méthane pour être récupérée en tant que "fuel gas", au sens indiqué plus haut. Il est donc nécessaire de prévoir un autre compresseur auxiliaire dans ce but. Si de plus le compresseur de cycle 1 est entraíné par une turbine à gaz, il est nécessaire d'alimenter celle-ci par du gaz combustible sous une pression de l'ordre de 20 à 25 bars, ce qui conduit à installer un compresseur auxiliaire de puissance importante. L'agencement de la Figure 6 montre comment on peut supprimer la nécessité d'un tel compresseur auxiliaire.
Sur cette Figure 6, on utilise une colonne additionnelle 63 de désazotation primaire sous pression du gaz naturel, munie d'un condenseur de tête 64.
La partie du gaz naturel provenant de l'appareil 33 qui est traitée dans l'échangeur 12 n'y est refroidie que jusqu'à une température intermédiaire T1, puis est introduite en cuve de la colonne 63, via une conduite 65, tandis que le reste de ce gaz naturel n'est refroidi dans l'échangeur 9 que jusqu'à une température intermédiaire T2 inférieure à T1 puis introduit à un niveau intermédiaire de la même colonne, via une conduite 66.
Le refroidissement du condenseur 64 est assuré en détendant vers 25 bars une partie du liquide de cuve de la colonne dans une vanne de détente 67. Le gaz résultant de cette vaporisation a la même composition que le liquide de cuve de la colonne, c'est-à-dire possède une faible teneur en azote, et constitue donc un gaz combustible sous 25 bars directement utilisable, via une conduite 68, dans la turbine à gaz 69.
Le reste du liquide de cuve de la colonne 63 est, après sous-refroidissement pour partie dans la partie froide de l'échangeur 9 et dans le serpentin 36 de la colonne 13, et pour partie dans la partie froide de l'échangeur 12, détendu en 37, respectivement en 70, et introduit à un niveau intermédiaire de la colonne 13. La vapeur de tête de la colonne 63, contenant 30 à 35 % d'azote, est refroidie et condensée dans la partie froide de l'échangeur 9, sous-refroidie dans celle de l'échangeur 12, et, après détente dans une vanne de détente 71, introduite en reflux au sommet de la colonne 13.
L'enrichissement en azote du liquide de lavage de la colonne 13 ainsi obtenu a pour conséquence que la vapeur d'azote de cette colonne est suffisamment pauvre en méthane, par exemple contient 10 à 15 % de méthane, pour être mise à l'atmosphère via la conduite 38 après réchauffement en 12.
Au total, on obtient donc deux gaz résiduaires, dont l'un est riche en méthane et sous 25 bars, et alimente la turbine à gaz, et dont l'autre, sous basse pression, est pauvre en méthane et n'est pas récupéré.
Comme représenté à la Figure 6, une fraction du gaz naturel à traiter véhiculé par la conduite 31 peut être refroidie dans la partie chaude de l'échangeur 12 avant d'être envoyée à l'appareil 33.

Claims (19)

  1. Procédé de refroidissement d'un fluide, notamment pour la liquéfaction de gaz naturel, du type à cascade incorporée intégrale, dans lequel :
    a) on comprime en au moins deux stades (1A, 1B ; 1A, 1B, 1D) un mélange frigorigène composé de constituants de volatilités différentes,
    b) après au moins chacun des stades intermédiaires de compression (1A, 1B; 1A, 1B, 1D), on condense partiellement le mélange par l'intermédiaire d'un fluide de refroidissement disponible sur le site, notammement l'eau, certaines au moins des fractions condensées ainsi que la fraction gazeuse haute pression étant refroidies (en 19 ou 25), détendues (en 21 et 26 ou en 21 et 46), mises en relation d'échange de chaleur avec le fluide à refroidir (en 23 ou 32), puis comprimées de nouveau,
    c) et on distille le mélange issu de l'avant-dernier stade de compression (1B ; 1D) dans un appareil de distillation (5) dont on refroidit la tête avec un liquide, pour former d'une part le condensat de cet avant-dernier étage, et d'autre part une phase vapeur que l'on envoie au dernier stade de compression (1C) où on la comprime, avant de l'utiliser comme fraction gazeuse haute pression,
       caractérisé en ce que:
    lors de l'étape b) et à l'avant dernier étage de compression, on crée un refroidissement dudit mélange, avant d'alimenter l'appareil de distillation (5), et
    lors de l'étape c), on refroidit la tête de l'appareil de distillation (5) avec ledit liquide en introduisant ce liquide, en tête de cet appareil, à une température intérieure à la température du fluide de refroidissement.
  2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on refroidit et on condense partiellement la vapeur sortant de la tête de l'appareil de distillation (5) par échange de chaleur (en 24) avec au moins lesdites fractions détendues que l'on fait circuler dans une ligne d'échange thermique (8), pour obtenir une phase vapeur et une phase liquide, et on refroidit la tète de l'appareil de distillation (5) avec la phase liquide ainsi obtenue (en 6C), la phase vapeur constituant ladite phase vapeur qui est envoyée au dernier stade de compression.
  3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on refroidit et on condense partiellement, au voisinage de la température du fluide de refroidissement (en 47, Figure 2; en 3C, Figure 4), le gaz issu du dernier stade de compression (1C), on détend (en 49) la phase liquide obtenue, et on refroidit la tête de l'appareil de distillation (5) avec la phase liquide ainsi détendue.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on opère une déphlegmation du gaz issu du dernier stade de compression (1C) pendant son refroidissement.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'on effectue (en 58) un échange de chaleur indirect entre le liquide résultant du refroidissement du gaz issu du dernier stade de compression (1C) et la vapeur sortant de la tête de l'appareil de distillation (5) avant d'envoyer cette vapeur au dernier étage de compression (1C) et de détendre ledit liquide (en 49).
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on pompe (en 4) une partie au moins du condensat du premier stade de compression (1A) jusqu'à la pression de sortie du deuxième stade de compression (1B), et on le mélange (en 2B) au gaz issu de ce deuxième stade de compression.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, caractérisé en ce que l'on sous-refroidit (en 60) le gaz naturel liquéfié résultant de la réfrigération (en 7, 8) puis désazoté (en 13), par échange de chaleur avec du gaz naturel liquéfié non désazoté détendu (en 37).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, caractérisé en ce qu'on effectue (en 63) une désazotation primaire du gaz naturel sous sa pression de traitement dans une colonne auxiliaire (63), on détend à une pression intermédiaire (en 67) une partie du gaz naturel liquéfié ayant subi cette désazotation primaire, on vaporise le liquide ainsi détendu en refroidissant la tête (64) de la colonne auxiliaire, ce qui produit un gaz combustible sous la pression intermédiaire, on envoie ce gaz combustible à une turbine à gaz (70) d'entraínement du compresseur (1), et on traite le reste du gaz naturel liquéfié ayant subi la désazotation primaire ainsi que la vapeur de tête de la colonne auxiliaire (63) dans une colonne (13) de désazotation finale sous basse pression produisant en cuve le gaz naturel liquéfié désazoté destiné à être stocké (en 14).
  9. Installation de refroidissement d'un fluide, notamment de liquéfaction de gaz naturel, comprenant :
    un circuit frigorifique à cascade incorporée intégrale dans lequel circule un mélange frigorigène et qui comporte un compresseur (1) à au moins deux étages (1A à 1C) dont au moins l'(les) étage(s) intermédiaire(s) (1A, 1B; 1A, 1B, 1D) est (sont) pourvu(s) (chacun) d'un réfrigérant (3A, 3B; 3A, 3B, 3D) refroidi par un fluide de refroidissement disponible sur le site notammement l'eau, pour condenser partiellement le mélange,
    un appareil (5) de distillation alimenté par l'avant-dernier étage (1B; 1D) du compresseur et dont la tête est reliée à l'aspiration du dernier étage (1C) du compresseur,
    des moyens (24, 6C ; 47, 48, 49; 58, 59, 3C ) pour refroidir la tête de l'appareil de distillation (5) au moyen d'un liquide,
    et une ligne d'échange thermique (7, 8),
       caractérisé en ce que, pour refroidir ledit liquide destiné au refroidissement de la tête de l'appareil de distillation (5) à une température inférieure à la température du fluide de refroidissement:
    le réfrigérant (3B, 3D) dont est pourvu l'avant-dernier étage (1B) du compresseur est situé entre cet avant-dernier étage du compresseur (1B) et l'appareil de distillation (5), et
    lesdits moyens de refroidissement de la tête de l'appareil de distillation (5) comprennent:
    un dispositif de refroidissement (24, 6C ; 47, 48 49; 58, 59, 3C) propre à refroidir ledit liquide destiné au refroidissement de la tête de l'appareil de distillation (5) jusqu'à une température inférieure à ladite température du fluide de refroidissement, et
    des moyens (15) pour introduire ledit liquide refroidi en tête dudit appareil.
  10. Installation selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (24, 6C ; 47, 48 49; 58, 59, 3C) comprend des moyens de condensation (24 ; 47, 48 ; 3C) propres à refroidir, jusqu'à ladite température inférieure à celle du fluide de refroidissement, la phase vapeur produite dans l'appareil de distillation et sortant de sa tête, pour constituer le liquide destiné au refroidissement de la tête de cet appareil de distillation.
  11. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement comprend des passages d'échange thermique (24) traversant la partie chaude (8) de la ligne d'échange thermique (7), et un pot separateur (6C) dont le fond est relié au sommet de l'appareil de distillation (5) et le sommet à l'aspiration du dernier étage de compression (1C).
  12. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 10, caractérisée en ce que ledit dispositif de refroidissement (47, 49) comprend des moyens (3C ; 47) pour refroidir, au voisinage environ de la température du fluide de refroidissement, du gaz issu du dernier étage (1C) du compresseur (1), et une vanne (49) de détente du liquide issu de ces moyens de refroidissement, la sortie de cette vanne étant reliée au sommet de l'appareil de distillation (5).
  13. Installation selon la revendication 12 caractérisée en ce que lesdits moyens de refroidissement (47) dudit gaz comprennent un déphlegmateur.
  14. Installation selon l'une quelconque des revendications 12 à 13, caractérisée en ce qu'il est prévu un échangeur de chaleur auxiliaire (58) pour mettre en relation d'échange thermique indirect le liquide issu des moyens de refroidissement (47) dudit gaz et la vapeur sortant de la tête de l'appareil de distillation (5).
  15. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce qu'un pot séparateur (6B) est interposé entre le réfrigérant (3A) du premier étage (1A) du compresseur (1) et le deuxième étage (1B) de ce compresseur, et en ce qu'il est prévu une pompe (4) dont l'aspiration est reliée au fond de ce pot séparateur (6B) et dont le refoulement est relié au refoulement du deuxième étage du compresseur.
  16. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, pour la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, caractérisée en ce qu'elle comprend une colonne de désazotation (13) et un échangeur de sous-refroidissement (60) adapté pour sous-refroidir le gaz naturel liquéfié désazoté issu de la cuve de cette colonne par échange de chaleur avec le gaz naturel non desazoté détendu (en 37).
  17. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, pour la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, caractérisée en ce qu'elle comprend une colonne de désazotation (63) alimentée par du gaz naturel sous sa pression de traitement et comportant un condenseur de tête (64) alimenté par du liquide de cuve de cette colonne détendu (en 67) à une pression intermédiaire, une turbine à gaz (69) alimentée par le gaz résultant de la vaporisation de ce liquide de cuve détendu, et une colonne (13) de désazotation finale sous basse pression produisant en cuve le gaz naturel liquéfié désazoté destiné à être stocké (en 14).
  18. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, caractérisée en ce que la ligne d'échange thermique (7) est constituée de deux échangeurs à plaques (8, 9) en série, reliés l'un à l'autre bout à bout par des dômes d'extrémité (42, 43).
  19. Installation selon l'une quelconque des revendications 9 à 17, caractérisée en ce que la ligne d'échange thermique (7) comprend deux échangeurs à plaques (8,9) en série, soudés bout à bout.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10480851B2 (en) 2013-03-15 2019-11-19 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US10663221B2 (en) 2015-07-08 2020-05-26 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US11408673B2 (en) 2013-03-15 2022-08-09 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US11428463B2 (en) 2013-03-15 2022-08-30 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0723125B1 (fr) * 1994-12-09 2001-10-24 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Procédé et installation de liquéfaction de gaz
MY118329A (en) * 1995-04-18 2004-10-30 Shell Int Research Cooling a fluid stream
US5657643A (en) * 1996-02-28 1997-08-19 The Pritchard Corporation Closed loop single mixed refrigerant process
FR2751059B1 (fr) * 1996-07-12 1998-09-25 Gaz De France Procede et installation perfectionnes de refroidissement, en particulier pour la liquefaction de gaz naturel
US5755114A (en) * 1997-01-06 1998-05-26 Abb Randall Corporation Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process
DE19722490C1 (de) * 1997-05-28 1998-07-02 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
GB9712304D0 (en) * 1997-06-12 1997-08-13 Costain Oil Gas & Process Limi Refrigeration cycle using a mixed refrigerant
US6044902A (en) * 1997-08-20 2000-04-04 Praxair Technology, Inc. Heat exchange unit for a cryogenic air separation system
TW421704B (en) * 1998-11-18 2001-02-11 Shell Internattonale Res Mij B Plant for liquefying natural gas
MY117548A (en) 1998-12-18 2004-07-31 Exxon Production Research Co Dual multi-component refrigeration cycles for liquefaction of natural gas
US7310971B2 (en) * 2004-10-25 2007-12-25 Conocophillips Company LNG system employing optimized heat exchangers to provide liquid reflux stream
TW480325B (en) * 1999-12-01 2002-03-21 Shell Int Research Plant for liquefying natural gas
FR2807826B1 (fr) 2000-04-13 2002-06-14 Air Liquide Echangeur vaporisateur-condenseur du type a bain
US6564578B1 (en) 2002-01-18 2003-05-20 Bp Corporation North America Inc. Self-refrigerated LNG process
US6705113B2 (en) 2002-04-11 2004-03-16 Abb Lummus Global Inc. Olefin plant refrigeration system
US6637237B1 (en) * 2002-04-11 2003-10-28 Abb Lummus Global Inc. Olefin plant refrigeration system
US6978638B2 (en) * 2003-05-22 2005-12-27 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen rejection from condensed natural gas
US7287294B2 (en) * 2003-10-24 2007-10-30 Harry Miller Co., Inc. Method of making an expandable shoe
US7266976B2 (en) * 2004-10-25 2007-09-11 Conocophillips Company Vertical heat exchanger configuration for LNG facility
PL1861478T3 (pl) * 2005-03-16 2012-07-31 Fuelcor Llc Układy i sposoby do wytwarzania syntetycznych związków węglowodorowych
EP1715267A1 (fr) * 2005-04-22 2006-10-25 Air Products And Chemicals, Inc. Elimination en deux étapes de l'azote présent dans du gaz naturel liquéfié
US7415840B2 (en) * 2005-11-18 2008-08-26 Conocophillips Company Optimized LNG system with liquid expander
EP2021712A2 (fr) 2006-05-15 2009-02-11 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Procédé et appareil permettant de liquéfier un flux d'hydrocarbures
WO2008034875A2 (fr) * 2006-09-22 2008-03-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Procédé et appareil pour liquéfier un courant d'hydrocarbure
JP5530180B2 (ja) * 2006-10-11 2014-06-25 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 炭化水素流を冷却する方法及び装置
US20090071190A1 (en) * 2007-03-26 2009-03-19 Richard Potthoff Closed cycle mixed refrigerant systems
EA016149B1 (ru) * 2007-07-19 2012-02-28 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и устройство для выделения и разделения на фракции сырьевого потока смешанных углеводородов
US20090139263A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Air Products And Chemicals, Inc. Thermosyphon reboiler for the denitrogenation of liquid natural gas
US10539363B2 (en) 2008-02-14 2020-01-21 Shell Oil Company Method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream
US20100175425A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Walther Susan T Methods and apparatus for liquefaction of natural gas and products therefrom
DE102010011052A1 (de) * 2010-03-11 2011-09-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion
EP2369279A1 (fr) 2010-03-12 2011-09-28 Ph-th Consulting AG Procédé de refroidissement ou de liquéfaction d'un flux riche en hydrocarbures et installation d'exécution de celui-ci
US9441877B2 (en) 2010-03-17 2016-09-13 Chart Inc. Integrated pre-cooled mixed refrigerant system and method
KR101341798B1 (ko) * 2012-08-10 2013-12-17 한국과학기술원 천연가스 액화시스템
RU2525285C1 (ru) * 2013-07-09 2014-08-10 Андрей Владиславович Курочкин Устройство для охлаждения и сепарации компрессата
CN104048478B (zh) * 2014-06-23 2016-03-30 浙江大川空分设备有限公司 高提取率和低能耗污氮气提纯氮气的设备及其提取方法
CA2855383C (fr) 2014-06-27 2015-06-23 Rtj Technologies Inc. Procede et disposition pour produire du methane liquefie a partir de diverses sources de gaz
US9759480B2 (en) 2014-10-10 2017-09-12 Air Products And Chemicals, Inc. Refrigerant recovery in natural gas liquefaction processes
US9816752B2 (en) * 2015-07-22 2017-11-14 Butts Properties, Ltd. System and method for separating wide variations in methane and nitrogen
CA2903679C (fr) 2015-09-11 2016-08-16 Charles Tremblay Procede et systeme de controle du debit massique de methane pour la production de methane liquefie
FR3045798A1 (fr) 2015-12-17 2017-06-23 Engie Procede hybride de liquefaction d'un gaz combustible et installation pour sa mise en œuvre
FR3045797A1 (fr) * 2015-12-17 2017-06-23 Engie Procede de liquefaction du gaz naturel a l'aide d'un cycle a melange refrigerant avec colonne a distiller du refrigerant munie d'un rebouilleur
US10323880B2 (en) 2016-09-27 2019-06-18 Air Products And Chemicals, Inc. Mixed refrigerant cooling process and system
GB201718485D0 (en) 2017-11-08 2017-12-20 Triple Red Ltd Water purification device
MX2022002972A (es) 2019-10-08 2022-04-06 Air Prod & Chem Sistema de intercambio de calor y metodo de montaje.
US11650009B2 (en) 2019-12-13 2023-05-16 Bcck Holding Company System and method for separating methane and nitrogen with reduced horsepower demands
US11378333B2 (en) 2019-12-13 2022-07-05 Bcck Holding Company System and method for separating methane and nitrogen with reduced horsepower demands

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1939114B2 (de) * 1969-08-01 1979-01-25 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verflüssigungsverfahren für Gase und Gasgemische, insbesondere für Erdgas
FR2292203A1 (fr) * 1974-11-21 1976-06-18 Technip Cie Procede et installation pour la liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition
FR2471567B1 (fr) * 1979-12-12 1986-11-28 Technip Cie Procede et systeme de refrigeration d'un fluide a refroidir a basse temperature
FR2471566B1 (fr) * 1979-12-12 1986-09-05 Technip Cie Procede et systeme de liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition
FR2540612A1 (fr) * 1983-02-08 1984-08-10 Air Liquide Procede et installation de refroidissement d'un fluide, notamment de liquefaction de gaz naturel
US4809154A (en) * 1986-07-10 1989-02-28 Air Products And Chemicals, Inc. Automated control system for a multicomponent refrigeration system
GB9103622D0 (en) * 1991-02-21 1991-04-10 Ugland Eng Unprocessed petroleum gas transport

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10480851B2 (en) 2013-03-15 2019-11-19 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US11408673B2 (en) 2013-03-15 2022-08-09 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US11428463B2 (en) 2013-03-15 2022-08-30 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US10663221B2 (en) 2015-07-08 2020-05-26 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US11408676B2 (en) 2015-07-08 2022-08-09 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method

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