FR3047552A1 - Introduction optimisee d'un courant refrigerant mixte diphasique dans un procede de liquefaction de gaz naturel - Google Patents
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Abstract
Procédé de liquéfaction d'un courant d'hydrocarbures tel que le gaz naturel à partir d'un courant d'alimentation mettant en œuvre un échangeur de chaleur, par exemple un échangeur à plaques en aluminium brazé disposé verticalement comprenant une partie supérieure où la température est la plus élevée et une partie inférieure froide où la température est la plus faible, physiquement distincte de la partie supérieure, ledit procédé comprenant au moins l'étape suivante : - introduction d'un courant réfrigérant diphasique dans l'échangeur de chaleur à partir d'au moins une entrée de la partie inférieure, de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant dans l'échangeur de chaleur est descendant, caractérisé en ce que le ratio volumique du courant réfrigérant diphasique est compris entre 5% et 50%
Description
La présente invention concerne un procédé de liquéfaction d’un courant d’hydrocarbures tel que le gaz naturel en particulier dans un procédé pour la production de gaz naturel liquéfié. Sur des usines de liquéfaction de gaz naturel typiques utilisant un cycle de réfrigérant mixte, des courants réfrigérants sont utilisés pour produire le froid à différents niveaux d’un échangeur de chaleur principal en se vaporisant contre le courant d'hydrocarbures à liquéfier (typiquement le gaz naturel). Le réfrigérant mixte est typiquement un mélange contenant des hydrocarbures.
Il est souhaitable de liquéfier le gaz naturel pour un certain nombre de raisons. A titre d'exemple, le gaz naturel peut être stocké et transporté sur de longues distances plus facilement à l'état liquide que sous forme gazeuse, car il occupe un volume plus petit pour une masse donnée et n'a pas besoin d'être stocké à une pression élevée.
Plusieurs méthodes de liquéfaction d'un courant de gaz naturel pour obtenir du gaz naturel liquéfié (GNL) sont connues. Typiquement le réfrigérant mixte est comprimé au moyen d’un compresseur puis il est introduit dans l'échangeur de chaleur principal (échangeur bobiné ou échangeur à plaques en aluminium brazé) où il est totalement liquéfié et sous-refroidi jusqu’à la température la plus froide du procédé, typiquement celle du courant de gaz naturel liquéfié A la sortie la plus froide de l'échangeur de chaleur principal, le réfrigérant est détendu en formant une phase liquide et une phase vapeur l’ensemble des deux phases est remélangé et réintroduit dans l'échangeur principal afin d’être vaporisé contre la fraction riche en hydrocarbures qui se liquéfie.
Cette solution n'est pas optimisée à cause de la composition diphasique du courant réfrigérant une fois que les deux phases sont recombinées et introduites dans cet état dans l’échangeur. En effet le courant réfrigérant liquide contient les composés les plus lourds. Ces derniers vont donc se vaporiser à une température plus élevée que des composés plus légers tels que l’azote ou le méthane par exemple.
Il est donc utilisé pour produire le froid à une température intermédiaire (typiquement de l’ordre de -30°C à -50°C, pour le pré-refroidissant et la liquéfaction partielle du mélange d'hydrocarbures à liquéfier). Alors que le courant réfrigérant gazeux contient les composés les plus légers. Il est utilisé pour produire le froid à une température plus froide (typiquement inférieure à -100°C), pour la liquéfaction et le sous-refroidissement total du mélange d'hydrocarbures à liquéfier.
Donc, il n’est pas nécessaire que le réfrigérant liquide soit autant sous-refroidi que le réfrigérant gazeux avant d’être détendu et vaporisé en face du courant d’hydrocarbures à liquéfier. Or c’est ce que propose le procédé typique de l’état de la technique tel que décrit dans le paragraphe précédent.
Par ailleurs, dans la demande de brevet US2009/0260392 A1, est décrite la liquéfaction d'une fraction riche en hydrocarbures contre un réfrigérant mixte, ce courant réfrigérant étant séparé dans un séparateur de phases en une phase gazeuse et une phase liquide à la suite d’une étape de compression et de refroidissement dudit réfrigérant mixte.
Ensuite, les deux phases du réfrigérant sont refroidies séparément puis recombinées seulement après que les deux phases aient été détendues. Une fois recombinées, ces deux phases sont de nouveau introduites dans l’échangeur sous forme d’un courant diphasique et réchauffées contre le gaz naturel qui se liquéfie. Ce « réchauffage » arrive, tant pour la phase liquide du réfrigérant que pour la phase gazeuse, une fois que ces courants du réfrigérant sont détendus.
Une partie importante de l'efficacité du cycle de réfrigérant mixte repose sur le fait que les courants de réfrigérant mixte après détente sont introduits sous l'état dyphasique dans l'échangeur de chaleur principal, et non pas comme liquide et de gaz séparés.
Aussi, dans l'art antérieur, le refroidissement est réalisé d'une manière descendante dans l’échangeur de chaleur tandis que la vaporisation (et donc l’introduction du courant réfrigérant diphasique) est réalisée dans une voie ascendante. L'introduction du courant réfrigérant diphasique la plus difficile à gérer est celle effectuée à l’entrée la plus froide de l'échangeur de chaleur principal, où le taux de vaporisation partielle (en anglais « flash ») est très faible (quelques pourcents) : il n'y a pas assez de gaz pour assurer l’entrainement du flux liquide sans prévoir une chute de pression excessive. Dans les échangeurs à plaques en aluminium brazé la section disponible au bout le plus froid de l’échangeur peut être trop grande pour permettre d’entraîner facilement le liquide par le gaz dit « de flash » disponible L’Introduction du courant réfrigérant diphasique réalisée à un niveau de température intermédiaire est moins critique car la quantité de vapeur augmente rapidement tout au long de l'échangeur de chaleur principal.
Les inventeurs de la présente invention ont alors mis au point une solution permettant de résoudre le problème soulevé ci-dessus tout en optimisant les dépenses énergétiques.
La présente invention a pour objet un procédé de liquéfaction d’un courant d’hydrocarbures tel que le gaz naturel à partir d’un courant d’alimentation mettant en œuvre un échangeur de chaleur, par exemple un échangeur à plaques en aluminium brazé disposé verticalement comprenant une partie supérieure où la température est la plus élevée et une partie inférieure froide où la température est la plus faible, physiquement distincte de la partie supérieure, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
Etape a) : passage du gaz d’alimentation contre un courant réfrigérant mixte à travers un échangeur de chaleur pour fournir un flux d’hydrocarbures au moins partiellement liquéfié ayant une température inférieure à -140°C ;
Etape b) : introduction d’un réfrigérant mixte dans l’échangeur de chaleur à partir d’au moins une entrée de la partie supérieure caractérisée par son niveau de température, le niveau de température étant le plus chaud (T1) de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant mixte dans l’échangeur de chaleur est descendant;
Etape c) : sortie du courant réfrigérant issu de l’étape b) de l’échangeur de chaleur à partir d’une sortie caractérisée par son niveau de température T2, T2 étant inférieure à T1 ; de telle sorte que le courant est liquide
Etape d) : introduction du courant réfrigérant issu de l’étape c) dans l’échangeur de chaleur à partir d’au moins une entrée de la partie inférieure, de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant mixte dans l’échangeur de chaleur est ascendant afin de produire un courant liquéfié en sortie d’échangeur;
Etape e) : sortie du courant réfrigérant issu de l’étape d) de l’échangeur de chaleur à partir d’une sortie caractérisée par son niveau de température T3, T3 étant inférieure à T2, puis détente dudit courant réfrigérant ainsi obtenu afin de produire un courant réfrigérant diphasique ;
Etape f) introduction du courant réfrigérant diphasique issu de l’étape e) dans l’échangeur de chaleur à partir d’au moins une entrée de la partie inférieure, de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant mixte dans l’échangeur de chaleur est descendant ; caractérisé en ce que le ratio volumique du courant réfrigérant diphasique introduit à l’étape f) est compris entre 5% et 50%
Selon d’autres modes de réalisation, la présente invention concerne :
Un procédé tel que décrit précédemment caractérisé en ce que le ratio volumique du courant réfrigérant diphasique introduit à l’étape f) est compris entre 15% et 30%.
Un procédé tel que décrit précédemment comprenant l’étape g) : passage du courant issu de l’étape f) dans la partie supérieure de l’échangeur de chaleur dans un sens ascendant depuis une entrée à la température T2.
Un procédé tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que le courant réfrigérant mixte circule dans un circuit de réfrigération en cycle fermé.
Un procédé tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que T3 est comprise entre -170°C et -140°C.
Un procédé tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que T2 est comprise entre -120°C et -40°C.
Un procédé tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que le courant réfrigérant mixte contient des constituants parmi l’azote, du méthane, de l’éthylène, de l’éthane, du butane et du pentane. L’invention a aussi pour objet une unité de liquéfaction d’un courant d’hydrocarbures tel que le gaz naturel comprenant au moins un échangeur de chaleur installé dans une position verticale, ledit échangeur comprenant une partie supérieure et une partie inférieure distincte de la partie supérieure, la partie supérieure présentant une région à haute température, la partie inférieure présentant une région à basse température, caractérisée en ce que ledit échangeur de chaleur comporte en sa partie inférieure au moins un passage pour l’écoulement d’un fluide réfrigérant mixte diphasique dans un sens descendant. L’invention a aussi pour objet une unité tel que décrite précédemment dans laquelle ledit échangeur de chaleur est un échangeur à plaques en aluminium brazé.
Bien que le procédé selon la présente invention soit applicable à divers courants d'alimentation d'hydrocarbures, il est particulièrement adapté pour des courants de gaz naturel à liquéfier. En outre l'homme de l'art comprendra aisément que, après liquéfaction, le gaz naturel liquéfié peut être davantage traité, si désiré. A titre d'exemple, le gaz naturel liquéfié obtenu peut être dépressurisé au moyen d'une vanne de Joule-Thomson ou par l'intermédiaire d'une turbine. En outre, d'autres étapes de traitement intermédiaires entre la séparation gaz / liquide et le refroidissement peuvent être réalisées. Le courant d'hydrocarbures à liquéfier est généralement un flux de gaz naturel obtenu à partir de gaz naturel ou des réservoirs de pétrole.
Comme alternative, le flux de gaz naturel peut également être obtenu d'une autre source, comprenant également une source synthétique tel qu'un procédé de Fischer-Tropsch.
Habituellement, le flux de gaz naturel est composé essentiellement de méthane. De préférence, le courant d'alimentation comprend au moins 60% mol de méthane, de préférence au moins 80% mol de méthane.
En fonction de la source, le gaz naturel peut contenir des quantités d'hydrocarbures plus lourds que le méthane, tels que l'éthane, le propane, le butane et le pentane ainsi que certains hydrocarbures aromatiques. Le flux de gaz naturel peut également contenir des produits non-hydrocarbures tels que H20, N2, C02, H2S et d'autres composés soufrés, et autres.
Le flux d'alimentation contenant le gaz naturel peut être prétraité avant d’être l’introduit dans l’échangeur de chaleur. Ce prétraitement peut comprendre la réduction et/ou l’élimination des composants indésirables tels que le C02 et le H2S, ou d'autres étapes telles que le pré-refroidissement et/ou la mise sous pression. Etant donné que ces mesures sont bien connues de l'homme de l'art, elles ne sont pas davantage détaillées ici. L'expression "gaz naturel" telle qu'utilisée dans la présente demande se rapporte à toute composition contenant des hydrocarbures dont au moins du méthane. Cela comprend une composition « brute » (préalablement à tout traitement tel que nettoyage ou lavage), ainsi que toute composition ayant été partiellement, substantiellement ou entièrement traitée pour la réduction et / ou élimination d'un ou plusieurs composés, y compris, mais sans s'y limiter, le soufre, le dioxyde de carbone, l'eau, et les hydrocarbures ayant deux atomes de carbone ou plus. Le séparateur peut être toute unité, colonne ou arrangement adapté pour séparer le réfrigérant mixte en un courant de réfrigérant vapeur et un flux de réfrigérant liquide. De tels séparateurs sont connus dans l'état de la technique et ne sont pas détaillés ici. L'échangeur de chaleur visé par l’invention est de préférence un échangeur à plaques mais peut être toute colonne, une unité ou autre agencement adapté pour permettre le passage d'un certain nombre de flux, et ainsi permettre un échange de chaleur direct ou indirect entre une ou plusieurs lignes de fluide réfrigérant, et un ou plusieurs flux d'alimentation.
La solution proposée consiste à séparer l'échangeur de chaleur principal en au moins deux sections, l'une étant l'extrémité la plus froide de l'échangeur de chaleur principal et d'inverser cette section froide de sorte que l’introduction du courant réfrigérant diphasique est réalisée de façon descendante dans cette partie froide de l’échangeur de chaleur.
La solution proposée présente les avantages suivants : - Réduction des dimensions de la section froide et moins de pertes résiduelles dans cette parie froide; car mieux adapté au sous-refroidissement du liquide à liquéfier. - Les chutes de pression excessives sont évitées et le réfrigérant liquide est entièrement utilisé. En effet dans la partie retournée de l’échangeur le liquide descend sous l’effet de la gravité et n’a pas besoin de gaz pour progresser dans l’échangeur, même avec un taux volumique de liquide important au bout le plus froid. Le mélange ainsi partiellement vaporisé alimente l’échangeur à vaporisation ascendante où le ratio volumique liquide est plus faible et peut être facilement entraîné par le gaz disponible. L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant à la figure qui illustre le schéma d’un mode de réalisation particulier d’une mise en œuvre d’un procédé selon l’invention.
Sur la figure, un flux 1 de gaz naturel éventuellement préalablement prétraité (ayant typiquement subi une séparation d’une partie d’au moins un des constituants suivants : de l’eau, du CO2, du méthanol, des composés soufrés) est introduit dans un échangeur de chaleur 2 afin d’être liquéfié.
La figure montre donc un procédé de liquéfaction d'un flux d'alimentation 1. Le courant d'alimentation 1 peut être un courant de gaz naturel prétraité, dans lequel une ou plusieurs substances, telles que du soufre, dioxyde de carbone, de l'eau, sont réduites, de manière à être compatible avec des températures cryogéniques, comme cela est connu dans l’état de la technique.
Facultativement, le courant d'alimentation 1 peut avoir subi une ou plusieurs étapes de pré-refroidissement comme cela est connu dans l’état de la technique. Une ou plusieurs de(s)étape (s) de pré-refroidissement peuvent comporter un ou plusieurs circuits de réfrigération. A titre d'exemple, un courant d'alimentation de gaz naturel est généralement traité à partir d'une température initiale de 30-50°C. Suite à une ou plusieurs étapes de pré-refroidissement, la température du flux d'alimentation de gaz naturel peut être réduite à -30 à -70°C.
Sur la figure, l'échangeur de chaleur 2 est de préférence un échangeur de chaleur cryogénique à plaques en aluminium brazé. L’échangeur de chaleur est disposé de façon verticale et comprend deux parties 2 et 2’. La partie supérieure 2 est la partie dans laquelle la température est la plus élevée (par exemple comprise entre -130°C et 40°C) et la partie inférieure 2’ est la partie dans laquelle la température est la moins élevée (par exemple comprise entre -160°C et -130°C).
En outre, la partie inférieure 2’ est physiquement distincte de la partie supérieure 2 et est inversée par rapport à cette dernière, c'est-à-dire que le point le plus chaud de la partie inférieure 2’ est située en bas alors que le point le plus froid de cette partie inférieure 2’ est située en haut contrairement à la partie supérieure 2.
Les échangeurs de chaleur cryogéniques sont connus dans l’état de la technique, et peuvent avoir divers arrangements de leur(s) flux d'alimentation et des courants de réfrigérant. En outre, de tels échangeurs de chaleur peuvent également avoir une ou plusieurs lignes pour permettre le passage d’autres flux, tels que des courants de réfrigérant pour d'autres étapes d'un procédé de refroidissement, par exemple dans des procédés de liquéfaction. Ces autres lignes ou flux ne sont pas représentés sur la figure pour plus de simplicité.
Le courant d'alimentation 1 entre dans l'échangeur de chaleur 2 via une entrée d'alimentation 3 et passe à travers l'échangeur de chaleur via la ligne 4, puis est extrait de l’échangeur à la sortie 5 pour fournir un flux d'hydrocarbures au moins partiellement liquéfié 6. Ce courant liquéfié 6 est de préférence entièrement liquéfié et même sous-refroidi, et peut être en outre traité comme discuté ci-après. Lorsque le courant liquéfié 6 est du gaz naturel liquéfié, la température peut être d'environ -150 C à -160°C. La liquéfaction du courant d'alimentation 1 est effectuée grâce à un circuit de fluide réfrigérant 7. Dans le circuit de réfrigérant 7 circule un réfrigérant mixte, de préférence étant choisi dans le groupe comprenant l'azote, le méthane, l'éthane, l'éthylène, le propane, le propylène, le butane, le pentane, etc.
La composition du réfrigérant mixte peut varier selon les conditions et les paramètres souhaités pour l'échangeur de chaleur 2, comme cela est connu dans l’état de la technique.
Dans l'agencement du fonctionnement de l’échangeur de chaleur 2 représenté sur la figure, un courant réfrigérant gazeux 8 est introduit dans l’échangeur 2 à une entrée 9 à la température T1 (par exemple comprise entre 0°C et 40°C), puis il passe à travers cette entrée et se liquéfie et se sous-refroidit le long de la ligne 10 à travers l'échangeur de chaleur 2, jusqu’à la sortie 11.
La température T2 de la sortie 11 est plus basse que la température de l’entrée 9 de l’échangeur de chaleur 2. T2 est typiquement comprise entre -80°C et -120°C, par exemple -110°C. Dans son passage à travers la ligne 10, le courant de réfrigérant gazeux 8 est liquéfié. Le courant réfrigérant mixte 12 est alors introduit dans la deuxième section 2’ de l’échangeur de chaleur qui est la partie inférieure par une entrée dont la température est sensiblement égale à T2 et est la température la plus élevée de cette partie inférieure 2’. Le sens du courant 12 circulant dans cette section 2’ de l’échangeur de chaleur est ascendant.
Le courant réfrigérant 12 se sous-refroidit le long d’une ligne 14 à travers la section 2’ de l’échangeur de chaleur, jusqu’à une sortie 15. La température T3 de la sortie 15 est la plus basse des températures de l’échangeur de chaleur (2, 2’). T3 est typiquement comprise entre -140°C et -170°C, par exemple -160°C. Dans son passage à travers la ligne 14, le courant réfrigérant 12 est liquéfié tel que le flux de réfrigérant en aval de la sortie 15 est un courant liquide 16
Le courant réfrigérant 16 est alors détendu par exemple à l’aide d’une vanne 17, de manière à fournir un courant de réfrigérant à pression réduite 18.
Ce courant réfrigérant 18 est diphasique et a un ratio volumique liquide/gaz compris entre 5% et 50%.
Ce flux 18 est ensuite introduit dans la partie inférieure de l'échangeur de chaleur 2’ par l'entrée 19 (au bout le plus froid de l’échangeur 21). La température de l’entrée 19 est sensiblement égale à T3. L’introduction du courant 18 dans l’échangeur de chaleur via l’entrée 19 est alors telle que le passage de ce courant réfrigérant 18 à travers une ligne 20 dans l’échangeur de chaleur 2’ se fait de manière descendante sous l’effet de la gravité jusqu’à une sortie 21 en bas de la partie inférieure 2’ de l’échangeur de chaleur. La température de cette sortie 21 est sensiblement égale à T2. L’échangeur 2’ est disposé de manière à délivrer un courant 22 avec un ratio volume liquide/gaz (moins de 15%) qui permette un entraînement ascendant facile du liquide par le gaz une fois introduit dans l’échangeur 2 au point 23.
Le courant réfrigérant 22 récupéré à la sortie 21 de la partie inférieure 2’ de l’échangeur de chaleur est ensuite introduit via une entrée 23 dans la partie la plus basse de la partie supérieure de l’échangeur de chaleur 2 à une température sensiblement égale à la température de la sortie 11. Le courant réfrigérant est alors réchauffé à travers l’échangeur de chaleur 2 jusqu’à la sortie 24 à la température T1.
Un courant réfrigérant 25 gazeux circule dans le circuit 7 de réfrigération en aval de la sortie 24 de l’échangeur de chaleur à température ambiante (c’est à dire la température mesurée dans l’espace où est placé le dispositif de mise en œuvre du procédé objet de la présente invention. Cette température est par exemple comprise entre -20°C et 45°C).
Le courant réfrigérant est comprimé à l’aide d’un compresseur. Le procédé de compression est connu de l’état de la technique et le compresseur est par exemple un compresseur à au moins deux sections adiabatiques comprenant donc au moins deux refroidisseurs. Une fois comprimé dans la première section du compresseur, le courant réfrigérant est refroidi à l’aide d’un refroidisseur et est alors partiellement condensé.
Le courant réfrigérant est envoyé vers un séparateur de phases séparant ledit courant réfrigérant en un courant gazeux premier courant réfrigérant constitué des éléments les plus lourds du courant réfrigérant du circuit de réfrigération 7, c'est-à-dire en particulier les composants ayant plus de quatre atomes de carbone. L’autre partie du courant réfrigérant est constitué des éléments les plus légers (c'est-à-dire, typiquement l’azote et le méthane) et suit ensuite le chemin décrit plus haut à partir de l’entrée 9 de l’échangeur de chaleur 2.
Les éléments de compression, refroidissement et séparation décrits dans ce paragraphe ne sont pas représentés sur la figure et sont schématisés par la boite 26.
Selon un mode particulier de l’invention (non illustré sur la figure), Un courant liquide du réfrigérant est introduit dans la partie supérieure de l’échangeur de chaleur 2 via une entrée à température T1 puis passe à travers l’échangeur 2 le avant d’être évacué de l’échangeur à une sortie dont le niveau de température est intermédiaire entre le haut et le bas de ladite partie supérieure 2 de l’échangeur, ayant une température T supérieure à T2.
Par exemple T est comprise entre -90°C et -110°C. Le courant de réfrigérant en aval de cette sortie est détendu dans un détendeur, par exemple une vanne, pour réduire sa pression et former un second flux (F) de réfrigérant à pression réduite. Ce dernier flux passe ensuite de nouveau dans la partie supérieure de l'échangeur de chaleur 2 et va jusqu’à une sortie de l’échangeur de chaleur qui peut être la sortie 24.
Selon un autre mode de l’invention, un autre courant liquide du réfrigérant est introduit dans la partie supérieure de l’échangeur de chaleur 2 via une entrée à T1, puis passe à travers l’échangeur 2 avant d’être évacué de l’échangeur à une sortie à niveau intermédiaire entre le haut et le bas de la partie supérieure de l’échangeur et plus haut que la sortie décrite au paragraphe précédent, ayant une température T supérieure à T.
Par exemple, T est comprise entre -30°C et -50°C. Le courant de réfrigérant en aval de cette sortie 28 est détendu dans un détendu, par exemple une vanne, pour réduire sa pression et former un troisième flux (F’) de réfrigérant à pression réduite.
De préférence, les pressions du premier (22), du deuxième (F) et du troisième (F’) réfrigérant à pression réduite sont sensiblement les mêmes ; par exemple environ 3 bara.
Une fois entré dans l’échangeur de chaleur 2, le courant 22 de réfrigérant se vaporise, au moins partiellement, jusqu’à la sortie, puis en aval de cette sortie va rejoindre le flux (F), les deux courants sont alors mélangés dans le courant (F). De la même manière, ce courant réfrigérant (F) est mélangé avec le courant réfrigérant (F’) le cas échéant.
Le flux (F’) passe ensuite de nouveau dans l'échangeur de chaleur 2 et se vaporise totalement jusqu’à la sortie 24 de l’échangeur de chaleur.
Par température sensiblement égale à une autre température, on entend température égale à plus ou moins 5°C.
Le gaz naturel liquéfié 6 à l’issu du procédé objet de la présente invention peut ensuite, par exemple, être transféré à un dispositif de stockage ou de transport.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Procédé de liquéfaction d’un courant d’hydrocarbures tel que le gaz naturel à partir d’un courant d’alimentation (1) mettant en œuvre un échangeur de chaleur (2, 2’), par exemple un échangeur à plaques en aluminium brazé disposé verticalement comprenant une partie supérieure (2) où la température est la plus élevée et une partie inférieure (2’) froide où la température est la plus faible, physiquement distincte de la partie supérieure (2), ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes : Etape a) : passage du gaz d’alimentation (1) contre un courant réfrigérant mixte à travers un échangeur de chaleur (2, 2’) pour fournir un flux d’hydrocarbures au moins partiellement liquéfié ayant une température inférieure à -140°C ; Etape b) : introduction d’un réfrigérant mixte (8) dans l’échangeur de chaleur (2) à partir d’au moins une entrée (9) de la partie supérieure (2) caractérisée par son niveau de température, le niveau de température étant le plus chaud (T1) de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant mixte (8) dans l’échangeur de chaleur (2) est descendant; Etape c) : sortie du courant réfrigérant issu de l’étape b) de l’échangeur de chaleur (2) à partir d’une sortie (11) caractérisée par son niveau de température T2, T2 étant inférieure à T1 ; de telle sorte que le courant (12) est liquide Etape d) : introduction du courant réfrigérant (12) issu de l’étape c) dans l’échangeur de chaleur (2’) à partir d’au moins une entrée (13) de la partie inférieure, de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant mixte dans l’échangeur de chaleur (2’) est ascendant afin de produire un courant liquéfié (16) en sortie (15) d’échangeur; Etape e) : sortie du courant réfrigérant issu de l’étape d) de l’échangeur de chaleur (2’) à partir d’une sortie (15) caractérisée par son niveau de température T3, T3 étant inférieure à T2, puis détente dudit courant réfrigérant ainsi obtenu afin de produire un courant réfrigérant diphasique (18) ; Etape f) : introduction du courant réfrigérant diphasique (18) issu de l’étape e) dans l’échangeur de chaleur (2’) à partir d’au moins une entrée (19) de la partie inférieure (2’), de sorte que le sens du flux dudit réfrigérant mixte dans l’échangeur de chaleur (2’) est descendant ; caractérisé en ce que le ratio volumique du courant réfrigérant diphasique (18) introduit à l’étape f) est compris entre 5% et 50%
- 2. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le ratio volumique du courant réfrigérant diphasique (18) introduit à l’étape f) est compris entre 15% et 30%.
- 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes comprenant l’étape g) : passage du courant issu de l’étape f) dans la partie supérieure (2) de l’échangeur de chaleur (2) dans un sens ascendant depuis une entrée (23) à la température T2.
- 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant réfrigérant mixte circule dans un circuit de réfrigération (7) en cycle fermé.
- 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que T3 est comprise entre -170°C et -140°C.
- 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que T2 est comprise entre -120°C et -40°C.
- 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant (8) réfrigérant mixte contient des constituants parmi l’azote, du méthane, de l’éthylène, de l’éthane, du butane et du pentane.
- 8. Unité de liquéfaction d’un courant d’hydrocarbures tel que le gaz naturel comprenant au moins un échangeur de chaleur installé dans une position verticale, ledit échangeur comprenant une partie supérieure (2) et une partie inférieure (2’) distincte de la partie supérieure (2), la partie supérieure (2) présentant une région à haute température, la partie inférieure (2’) présentant une région à basse température, caractérisée en ce que ledit échangeur de chaleur comporte en sa partie inférieure (2’) au moins un passage (20) pour l’écoulement d’un fluide réfrigérant mixte diphasique (18) dans un sens descendant.
- 9. Unité selon la revendication précédente dans laquelle ledit échangeur de chaleur est un échangeur à plaques en aluminium brazé.
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