FR3142538A1 - Procédé et appareil de liquéfaction de CO2 ou de séparation de CO2 par distillation - Google Patents

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Abstract

Un procédé de liquéfaction d’un débit d’alimentation riche en CO2 comprend les étapes suivantes : compression (C1,C2) du débit d’alimentation (1) à partir d’une pression initiale jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara pour obtenir un débit d’alimentation (7) à une première température,refroidissement du débit d’alimentation à la première température par un débit d’eau à une deuxième température inférieure à la première température pour former un débit d’alimentation à une troisième température,refroidissement du débit d’alimentation à la troisième température pour former un débit d’alimentation à une quatrième température par échange de chaleur avec au moins un flux (13, 14, 17, 19, 21) dérivé du débit d’alimentation, refroidissement du débit d’alimentation à la quatrième température par échange de chaleur avec un débit de fluide à une température entre 5 et 40°C pour former un débit à une cinquième température, et au moins une partie du débit d’alimentation à la cinquième température est liquéfiée (11, 13, 23). Figure d’abrégé : Figure 1

Description

Procédé et appareil de liquéfaction de CO2 ou de séparation de CO2 par distillation
La présente invention est relative à un procédé et à un appareil de liquéfaction de CO2ou de séparation de CO2par distillation et/ou lavage et/ou condensation partielle.
Le débit de CO2qui est liquéfié ou séparé peut contenir plus de 95% CO2mais aussi d’autres impuretés comme de l’eau, de l’oxygène, de l’azote, de l’argon, du méthane, du monoxyde de carbone, de l’hydrogène, de l’hélium etc. …
Les liquéfacteurs de CO2utilisant le CO2comme réfrigérant impliquent l’utilisation d’un compresseur de cycle suivi d’une liquéfaction, ou d’une densification dans le cas d’une opération au-delà de la pression critique du CO2. Une quantité importante de chaleur est générée lors de la compression du CO2qui est typiquement dissipée dans les échangeurs intermédiaires du compresseur ainsi que lors de la condensation/densification en étant transférée au fluide de refroidissement, typiquement l’eau ou l’air. Elle est donc ainsi dissipée sans être valorisée.
Or ces calories dissipées peuvent avoir de la valeur dans certains cas. Par exemple, elles pourraient être utilisées pour chauffer un fluide, par exemple de l’eau pour le chauffage urbain, pour préchauffer de l’eau de chaudière etc. L’invention présente des solutions de récupération de chaleur avec un impact modéré sur la consommation électrique du liquéfacteur.
Il est connu de l’homme de l’art que la récupération de chaleur dans un compresseur multi-étagé peut se réaliser en évitant certains refroidissements intermédiaires afin de laisser la température du gaz comprimé augmenter. Lorsque le gaz est suffisamment chaud, il peut être refroidi contre le fluide à réchauffer comme de l’eau de chaudière ou de chauffage urbain.
Dans FR2974167, le CO2est comprimé dans un compresseur multi étagé, aux entrées intermédiaires correspondant aux différents niveaux de refroidissement du procédé froid. Entre chaque étage, il y a un refroidisseur à l’eau. En sortie de compresseur, le CO2augmente de densité dans un refroidisseur à eau ou à air puis dans un autre échangeur dont le fluide froid est une partie du CO2liquide obtenu par détente du CO2densifié. Le reste du CO2, liquide et donc partiellement refroidi, est envoyé au procédé froid pour sous-refroidissement contre les différents flux de CO2aux différentes pressions qui sont intégrés dans le compresseur. Ces flux sont donc aussi partiellement froids car issus de l’échange thermique avec le CO2liquide partiellement refroidi. Ainsi, ils refroidissent par contact direct le CO2comprimé dans le compresseur avec lequel ils sont mélangés, limitant la hausse de température dans les étages intermédiaires de la compression, ce qui rend la récupération de chaleur inadaptée.
Problème résolu par l’invention
L’invention permet d’optimiser les échanges de chaleur afin d’augmenter la température des fluides renvoyés au compresseur depuis la partie la plus froide du procédé, afin de pouvoir récupérer plus de calories issues de leur compression et de la condensation/densification du CO2, tout en ayant un impact sur l’énergie de compression du CO2modéré. Cela peut être considéré comme contre-intuitif de réchauffer avant la compression, mais l’impact sur l’énergie de compression est minimisé puisque les débits recyclés sont diminués car plus de froid est transféré au CO2en cours de densification.
Les fluides sont réchauffés contre le CO2 qui est lui-même refroidi par un fluide (par exemple l’eau du chauffage urbain) qui est à la température ambiante ou qui est légèrement chaud (par exemple au plus 40°C). Donc, en tenant compte des températures d’approche, les gaz recyclés sont entre 20 et 50°C là où on recyclait entre 0°C et 20°C avant la mise en place de l’invention.
En particulier, il s’agit de tirer le plus possible parti de la chaleur récupérable lors du refroidissement en sortie du compresseur.
Cela permet aussi de diminuer significativement la demande en eau ou air ambiant pour la condensation/densification du CO2, ce qui a son importance en particulier lorsqu’il s’agit d’eau (son système de production étant ainsi plus petit).
Description de l’invention
Selon un objet de l’invention, il est prévu un procédé de liquéfaction ou de séparation d’un débit d’alimentation riche en CO2comprenant les étapes suivantes :
a) compression du débit d’alimentation à partir d’une pression initiale jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara pour obtenir un débit d’alimentation à la première pression et à une première température
b) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et la première température par un débit d’eau ou d’huile à une deuxième température inférieure à la première température pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une troisième température
c) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et la troisième température pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une quatrième température par échange de chaleur avec au moins un flux dérivé du débit d’alimentation, par exemple au moins une fraction détendue du débit d’alimentation liquéfié
d) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et à la quatrième température par échange de chaleur avec un débit de fluide à une température entre 5 et 40°C pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une cinquième température
et au moins une partie du débit d’alimentation à la première pression et à la cinquième température étant liquéfiée et éventuellement séparée par condensation partielle et/ou par distillation pour former un produit liquide, éventuellement une portion de la partie liquide étant également séparée par condensation partielle et/ou par distillation.
Selon d’autres caractéristiques facultatives :
  • le débit d’eau ou d’huile est chauffé à partir de la deuxième température jusqu’à une température supérieure à 40°C, de préférence supérieure à 80°C, voire supérieure à 90°C dans l’étape b).
  • le procédé comprenant les étapes de :
e) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et à la cinquième température jusqu’à une sixième température
f) le débit d’alimentation à la sixième température est détendu jusqu’à une deuxième pression supérieure à 5,1 bars et une septième température inférieure à la sixième température mais supérieure à -56,6°C, formant une fluide diphasique qui est séparé en une partie gazeuse et une partie liquide,
g) au moins une portion de la partie liquide échangeant de la chaleur avec le débit d’alimentation pour effectuer le refroidissement des étapes c) et e) et
h) au moins une partie de la partie gazeuse étant liquéfiée et éventuellement séparée par condensation partielle et/ou par distillation pour former un produit liquide, éventuellement une portion de la partie liquide étant également séparée par condensation partielle et/ou par distillation.
  • le refroidissement de l’étape c) a lieu dans un premier échangeur de chaleur et le refroidissement de l’étape e) a lieu dans un deuxième échangeur de chaleur.
  • le refroidissement de l’étape c) et de l’étape d) a lieu dans un seul échangeur de chaleur.
  • l’au moins une portion de la partie liquide servant au refroidissement de l’étape c) et e) produit par liquéfaction pendant la détente jusqu’à la deuxième pression formant un débit liquide qui se vaporise pendant l’étape c) et/ou l’étape e).
  • la portion réchauffée pendant le refroidissement des étapes c) et e) est envoyée à l’entrée d’un étage de compression où se comprime le débit d’alimentation.
  • la portion réchauffée du débit d’alimentation est envoyée à l’entrée d’un étage de compression à une pression égale ou supérieure à la pression initiale mais de préférence inférieure à la première pression.
  • au moins un flux gazeux produit pendant la liquéfaction ou éventuellement la séparation du débit d’alimentation est envoyé à une température supérieure à 0°C se réchauffer par échange de chaleur avec le débit d’alimentation qui se refroidit pendant les étapes c) et éventuellement e), l’au moins un flux gazeux étant comprimé à partir d’une pression au plus égale à la pression initiale et ensuite mélangé avec le débit d’alimentation à la pression initiale.
  • au moins une étape de compression du débit d’alimentation ou de l’au moins un flux gazeux est adiabatique.
  • le débit d’eau ou d’huile à la deuxième température est chauffé jusqu’à au moins 60°C et éventuellement moins que 150°C pendant l’étape b).
  • la deuxième température est entre 5 et 50°C.
  • la troisième température est entre 40°C et 60°C, voire 50°C.
  • la densité du débit d’alimentation à la cinquième température est au-dessus de 400kg/m3, voire au-dessus de 600 kg/m3.
  • le flux dérivé du débit d’alimentation peut être :
  • dérivé en liquéfiant le débit d’alimentation au moins en partie et en prélevant au moins une fraction détendue du débit d’alimentation liquéfié
  • dérivé en séparant le débit d’alimentation pour former un gaz
  • dérivé en séparant le débit d’alimentation pour former un liquide.
Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un appareil de liquéfaction ou de séparation d’un débit d’alimentation riche en CO2comprenant un compresseur pour comprimer le débit d’alimentation à partir d’une pression initiale jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara pour obtenir un débit d’alimentation à la première pression et à une première température, un premier échangeur de chaleur, relié fluidiquement au compresseur, pour refroidir du débit d’alimentation à la première pression et la première température par échange de chaleur indirect avec un débit d’eau ou d’huile à une deuxième température inférieure à la première température qui se réchauffe, pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une troisième température, un deuxième échangeur de chaleur relié fluidiquement au premier échangeur de chaleur pour refroidir du débit d’alimentation à la première pression et la troisième température pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une quatrième température par échange de chaleur avec au moins un flux dérivé du débit d’alimentation, par exemple au moins une fraction détendue du débit d’alimentation liquéfié, un troisième échangeur de chaleur relié fluidiquement au deuxième échangeur de chaleur pour refroidir du débit d’alimentation à la première pression et à la quatrième température par échange de chaleur avec un débit de fluide à une température entre 5 et 40°C pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une cinquième température et des moyens pour liquéfier et éventuellement séparer par condensation partielle et/ou par distillation au moins une partie du débit d’alimentation à la première pression et à la cinquième température pour former un produit liquide, ces moyens étant reliés fluidiquement au troisième échangeur de chaleur.
Selon d’autres aspects facultatifs :
  • le CO2est comprimé dans un compresseur à n étages avec au plus n-2 refroidisseurs intermédiaires.
  • le CO2est comprimé dans un compresseur à n étages avec au plus n-2 refroidisseurs intermédiaires refroidis par de l’eau.
  • de préférence le CO2est comprimé dans un compresseur à n étages avec uniquement un seul refroidisseur intermédiaire dans lequel de l’eau est chauffée,
  • le CO2est refroidi en sortie du compresseur dans un autre refroidisseur dans lequel de l’eau ou de l’huile est chauffée, jusqu’à une température intermédiaire pour le CO2, par exemple entre 40°C et 60°C, voire 50°C.
  • la densité du CO2en sortant de l’autre refroidisseur est inférieure à 400 kg/m3.
  • la densification du CO2est initiée dans un échangeur de chaleur à multi-passes, les fluides froids se réchauffant dans l’échangeur de chaleur étant ceux issus du procédé et le débit qui les réchauffe étant contre le CO2partiellement refroidi.
Plusieurs variantes sont envisageables, par ordre d’intérêt:
  • Continuer la densification dans un échangeur contre un fluide facilement disponible par exemple de l’eau ou de l’huile à entre 0°C et 40°C ou de l’air à entre 0°C et 40°C.
  • Refroidissement du CO2 refroidi contre le fluide qui est de l’eau à entre 0°C et 40°C ou de l’air à entre 0°C et 40°C dans un échangeur de chaleur (dit « économiseur » en anglais « economizer ») où le CO2est partiellement condensé produisant un liquide refroidi qui est envoyé à l’échangeur de chaleur pour partiellement condenser le CO2
  • Mise en commun de l’économiseur avec le densifieur qui suit l’échangeur à média ambiant afin de mieux intégrer l’échange thermique et minimiser le nombre d’équipements.
  • Augmentation de la pression de sortie du compresseur au-delà de ce qui est nécessaire en termes de densité obtenue après refroidissement afin de récupérer plus de chaleur en sortie, potentiellement complété par une turbine liquide pour la détente avant le densifieur. En ce faisant, la consommation électrique du compresseur est légèrement augmentée. Par contre l’énergie récupérée augmente significativement pour un impact sur la consommation électrique faible.
  • Préchauffe du CO2d’entrée dans l’économiseur afin de comprimer du CO2plus chaud et donc atteindre des températures plus élevées et/ou plus de calories transférées au fluide chauffé.
  • Intégration des échangeurs de récupération de chaleur dans un échangeur commun, voire dans l’économiseur/densifieur du premier point.
L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures.
montre un procédé selon l’invention dans lequel un débit d’alimentation 1 qui est du CO2gazeux est liquéfié pour former du CO2liquide 23.
montre un procédé selon l’invention dans lequel un débit d’alimentation 1 qui est du CO2gazeux est liquéfié pour former du CO2liquide 23.
montre un procédé selon l’invention dans lequel un débit d’alimentation 1 qui est du CO2gazeux est liquéfié pour former du CO2liquide 23.
montre un procédé selon l’invention dans lequel un débit d’alimentation 1 qui est du CO2gazeux est liquéfié pour former du CO2liquide 23.
Dans la , le débit d’alimentation 1 est envoyé à l’entrée d’un étage C2 d’un compresseur. Le gaz 1 est mélangé avec un gaz 13 pour former un gaz qui est comprimé dans l’étage C2 pour former le débit 7. Le débit 7 comprimé jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara est refroidi depuis une première température T1 à une troisième température T2 et se refroidit dans un refroidisseur R1 par contact indirect avec un fluide à une deuxième température, par exemple de l’eau jusqu’à une température intermédiaire d’au moins 40°C (par exemple entre 40 et 60°C, par exemple 48-52°C) de telle sorte que la densité du CO27 reste relativement basse, inférieure à 400kg/m3, le CO2étant refroidi jusqu’à une première température. Le fluide dans le refroidisseur R1 peut être de l’huile, de l’eau de chauffage urbain ou de l’eau de chaudière. Le fluide, par exemple l’eau, du refroidisseur R1 récupère donc de la chaleur de compression du CO2.
Le CO2partiellement refroidi par le refroidisseur R1 à la première température est envoyé à un échangeur de chaleur E1 par exemple de type échangeur à plaques et à ailettes. Il se refroidit depuis la deuxième température T2 jusqu’à une troisième température T3 qui est une température intermédiaire de cet échangeur E1, inférieure à la première température et ensuite sort de l’échangeur pour être refroidi par un refroidisseur R2 refroidi par un fluide à une température ambiante tel que de l’air ou de l’eau. Cette température ambiante est entre 0 et 40°C.
Comme le CO2a déjà été refroidi par le refroidisseur R1, le refroidisseur R2 peut être plus petit et consommer moins de fluide à température ambiante.
Le CO2refroidi jusqu’à une quatrième température T4 et condensé ou partiellement densifié par le refroidisseur R2 est sousrefroidi dans l’échangeur de chaleur E1 ou dans un autre échangeur de chaleur et ensuite est détendu dans une vanne V1 pour former un fluide diphasique qui se sépare dans une unité de liquéfaction et de séparation comprenant un séparateur de phases S. Ce séparateur S produit un gaz 9 qui est envoyé à une section B de l’unité de liquéfaction et éventuellement de séparation par condensation partielle et/ou lavage et/ou distillation. Le séparateur S produit également un liquide dont une partie 11 est envoyée à la section B de l’unité de liquéfaction et le reste 13 se vaporise et se réchauffe dans l’échangeur de chaleur E1 à une pression substantiellement égale à la pression d’entrée de l’étage C2. Le liquide vaporisé 13 est mélangé avec le gaz 1 comme mentionné.
La section B produit un produit final 23 qui est du dioxyde de carbone liquide, généralement plus pur en dioxyde de carbone que le débit 1.
Elle produit optionnellement au moins un fluide 15 contenant au moins une impureté légère ou lourde présente dans le débit 1.
Dans la , le débit d’alimentation 1 est envoyé à l’entrée d’un étage C1 d’un compresseur commun comprenant n, ici quatre, étages, dont deux étages CR1, CR2 en amont de l’étage C1. Le gaz 1 est mélangé avec un gaz 17 pour former un gaz 3 qui est comprimé dans l’étage C1 pour former le débit 5. Le débit 5 est mélangé avec le débit 13 et ensuite est envoyé directement à l’étage final C2 sans avoir été refroidi. Le débit 7 comprimé dans les deux étages jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara, voire supérieure à 60 bara, est refroidi depuis une première température T1 à une deuxième température T2 et se refroidit dans un refroidisseur R1 par contact indirect avec un fluide, par exemple de l’eau jusqu’à une température intermédiaire d’au moins 40°C (par exemple entre 40 et 60°C, par exemple 48-52°C) de telle sorte que la densité du CO27 reste relativement basse, inférieure à 400kg/m3, le CO2étant refroidi jusqu’à une première température. Le fluide dans le refroidisseur R1 peut être de l’huile, de l’eau de chauffage urbain ou de l’eau de chaudière. Le fluide, par exemple l’eau, du refroidisseur R1 récupère donc de la chaleur de compression du CO2.
Le CO2partiellement refroidi par le refroidisseur R1 à la première température est envoyé à un échangeur de chaleur par exemple de type échangeur à plaques et à ailettes. Il se refroidit depuis la deuxième température T2 jusqu’à une troisième température T3 qui est une température intermédiaire de cet échangeur E1, inférieure à la première température et ensuite sort de l’échangeur pour être refroidi par un refroidisseur R2 refroidi par un fluide à une température ambiante tel que de l’air ou de l’eau. Cette température ambiante est entre 0 et 40°C.
Comme le CO2a déjà été refroidi par le refroidisseur R1, le refroidisseur R2 peut être plus petit et consommer moins de fluide à température ambiante.
Le CO2refroidi jusqu’à une quatrième température T4 et condensé ou partiellement densifié par le refroidisseur R2 est sousrefroidi dans l’échangeur de chaleur E1 ou dans un autre échangeur de chaleur et ensuite est détendu dans une vanne V1 pour former un fluide diphasique qui se sépare dans une unité de liquéfaction et de séparation comprenant un séparateur de phases S. Ce séparateur S produit un gaz 9 qui est envoyé à une section B de l’unité de liquéfaction et éventuellement de séparation par condensation partielle et/ou lavage et/ou distillation. Le séparateur S produit également un liquide dont une partie 11 est envoyée à la section B de l’unité de liquéfaction et le reste 13 se vaporise et se réchauffe dans l’échangeur de chaleur E1 à une pression substantiellement égale à la pression de sortie de l’étage C1. Le liquide vaporisé 13 est mélangé avec le gaz 5 comme mentionné. Trois autres débits de CO2gazeux 21, 19, 17, aux pressions d’entrées des étages CR1, CR2 et C1 respectivement, provenant de la section B sont chauffés dans l’échangeur E1 et sont envoyés à l’entrée des étages CR1, CR2 et C1 respectivement. La pression du débit 19 est inférieure à celle de 17. La pression du débit 21 est inférieure à celle de 19. Ces débits gazeux 17, 19, 21 sont produits pendant le procédé de liquéfaction et/ou de séparation par lavage et/ou distillation et/ou condensation partielle qui se réalise dans la section B.
La section B produit un produit final 23 qui est du dioxyde de carbone liquide, généralement plus pur en dioxyde de carbone que le débit 1.
Elle produit optionnellement au moins un fluide 15 contenant au moins une impureté légère ou lourde présente dans le débit 1.
Le gaz 21 est comprimé dans l’étage CR1 puis mélangé avec le gaz 19 et envoyé à l’étage suivant CR2 sans refroidissement intermédiaire. Le gaz comprimé dans l’étage CR2 est refroidi par un refroidisseur RR1 et ensuite est mélangé avec le débit d’alimentation 1 et le gaz 17.
Ainsi le compresseur commun CR1, CR2, C1, C2 comprend n, ici quatre, étages sur le même axe et seulement n-2, ici deux, refroidisseurs, dont un refroidisseur intermédiaire RR1 entre les étages CR2 et C1 et un refroidisseur final R1 en aval du dernier étage C2.
montre un procédé alternatif à celui de la dans lequel seul le débit 13 est utilisé pour refroidir le gaz provenant du refroidisseur R2 en amont de la vanne V1 dans l’échangeur E2. Les gaz 17, 19, 21 ne passent pas dans l’échangeur E2 mais se réchauffent dans l’échangeur de chaleur E1 et sont envoyés respectivement en amont de l’étage C1, en amont de l’étage CR2 et en amont de l’étage CR1.
Ceci permet de réduire le prix global pour l’échange de chaleur puisque l’échangeur E2 peut être de type permettant l’échange de chaleur entre seulement deux fluides, par exemple un échangeur à tubulures et à calandre.
montre encore un procédé alternatif de la dans lequel l’unité de séparation ne comprend pas de séparateur de phases S ou de vanne V1. L’unité B est une unité de liquéfaction ou de séparation par distillation et/ou lavage et/ou condensation partielle.
Dans cette figure, tout le débit d’alimentation sortant du refroidissement dans R2 à la quatrième température T4 est envoyé à l’unité de liquéfaction ou de séparation B. Cette unité produit un produit final 21 ayant une teneur en CO2égale ou supérieure à celle du débit 1.
L’unité produit également des gaz riches en CO214, 17, 19, 21 respectivement aux pressions entre les étages C1 et C2, entre les étages CR2 et C1, entre les étages CR1 et CR2 et en amont de l’étage CR1.
Dans tous les exemples les refroidisseurs entre les étages CR1 et CR2 et entre les étages C1 et C2 sont absents alors que le refroidisseur RR1 et le refroidisseur R1 sont présents. La présence du refroidisseur RR1 est également optionnelle.
Dans ces exemples, le nombre de gaz réchauffés et recyclés chacun à une pression différente est strictement égal au nombre d’étages du compresseur. Il sera compris que le nombre d’étages du compresseur peut varier.
De plus, le nombre de gaz réchauffés, chacun à sa pression, peut être inférieur au nombre d’étages, par exemple égale à n-1, de sorte que pour certains étages, aucun débit n’est recyclé directement en amont de l’étage.
La pression de sortie du dernier étage du compresseur C2 peut être supercritique. Dans ce cas, le terme « liquéfaction » comprendra la densification d’un gaz supercritique.

Claims (15)

  1. Procédé de liquéfaction ou de séparation d’un débit d’alimentation riche en CO2comprenant les étapes suivantes :
    a) compression (C1,C2) du débit d’alimentation (1) à partir d’une pression initiale jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara pour obtenir un débit d’alimentation (7) à la première pression et à une première température,
    b) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et la première température par un débit d’eau ou d’huile à une deuxième température inférieure à la première température pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une troisième température,
    c) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et la troisième température pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une quatrième température par échange de chaleur avec au moins un flux (13, 14, 17, 19, 21) dérivé du débit d’alimentation, par exemple au moins une fraction détendue du débit d’alimentation liquéfié,
    d) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et à la quatrième température par échange de chaleur avec un débit de fluide à une température entre 5 et 40°C pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une cinquième température
    et au moins une partie du débit d’alimentation à la première pression et à la cinquième température étant liquéfiée et éventuellement séparée par condensation partielle et/ou par distillation pour former un produit liquide (11, 13, 23), éventuellement une portion de la partie liquide étant également séparée par condensation partielle et/ou par distillation.
  2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le débit d’eau ou d’huile est chauffé à partir de la deuxième température jusqu’à une température supérieure à 40°C, de préférence supérieure à 80°C, voire supérieure à 90°C dans l’étape b).
  3. Procédé selon une des revendications 1 et 2 comprenant les étapes de :
    e) refroidissement du débit d’alimentation à la première pression et à la cinquième température jusqu’à une sixième température,
    f) le débit d’alimentation à la sixième température est détendu jusqu’à une deuxième pression supérieure à 5,1 bars et une septième température inférieure à la sixième température mais supérieure à -56,6°C, formant une fluide diphasique qui est séparé en une partie gazeuse (9) et une partie liquide (11,13),
    g) au moins une portion (13) de la partie liquide échangeant de la chaleur avec le débit d’alimentation pour effectuer le refroidissement des étapes c) et e) et
    h) au moins une partie de la partie gazeuse étant liquéfiée et éventuellement séparée par condensation partielle et/ou par distillation pour former un produit liquide (23), éventuellement une portion de la partie liquide étant également séparée par condensation partielle et/ou par distillation.
  4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel le refroidissement de l’étape c) a lieu dans un premier échangeur de chaleur (E1) et le refroidissement de l’étape e) a lieu dans un deuxième échangeur de chaleur (E2).
  5. Procédé selon la revendication 3 dans lequel le refroidissement de l’étape c) et de l’étape d) a lieu dans un seul échangeur de chaleur (E1).
  6. Procédé selon la revendication 3,4 ou 5 dans lequel l’au moins une portion de la partie liquide (13) servant au refroidissement de l’étape c) et e) est produit par liquéfaction pendant la détente (V1) jusqu’à la deuxième pression formant un débit liquide (13) qui se vaporise pendant l’étape c) et/ou l’étape e).
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes 3 à 6 dans lequel la portion réchauffée (13,14, 17, 19, 21) pendant le refroidissement des étapes c) et e) est envoyée à l’entrée d’un étage de compression (C1, C2) où se comprime le débit d’alimentation (1).
  8. Procédé selon la revendication 7 dans lequel la portion réchauffée du débit d’alimentation (13,14, 17, 19, 21) est envoyée à l’entrée d’un étage de compression (CR1, C2) à une pression égale ou supérieure à la pression initiale mais de préférence inférieure à la première pression.
  9. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel au moins un flux gazeux (14, 17, 19, 21) produit pendant la liquéfaction ou éventuellement la séparation du débit d’alimentation est envoyé à une température supérieure à 0°C se réchauffer par échange de chaleur avec le débit d’alimentation (1) qui se refroidit pendant les étapes c) et éventuellement e), l’au moins un flux gazeux étant comprimé (CR1, CR2) à partir d’une pression au plus égale à la pression initiale et ensuite mélangé avec le débit d’alimentation (1) à la pression initiale.
  10. Procédé selon au moins une des revendications précédentes dans lequel au moins une étape de compression (C1, C2, CR1, CR2) du débit d’alimentation (1) ou de l’au moins un flux gazeux (14, 17, 19, 21) est adiabatique.
  11. Procédé selon au moins une des revendications précédentes dans lequel le débit d’eau ou d’huile à la deuxième température est chauffé jusqu’à au moins 60°C et éventuellement moins que 150°C pendant l’étape b).
  12. Procédé selon au moins une des revendications précédentes dans lequel la deuxième température est entre 5 et 50°C.
  13. Procédé selon au moins une des revendications précédentes dans lequel la troisième température est entre 40°C et 60°C, voire 50°C.
  14. Procédé selon au moins une des revendications précédentes dans lequel la densité du débit d’alimentation à la cinquième température est au-dessus de 400kg/m3, voire au-dessus de 600 kg/m3.
  15. Appareil de liquéfaction ou de séparation d’un débit d’alimentation riche en CO2comprenant un compresseur (C1, C2) pour comprimer le débit d’alimentation à partir d’une pression initiale jusqu’à une première pression supérieure à 30 bara pour obtenir un débit d’alimentation (7) à la première pression et à une première température, un premier échangeur de chaleur (R1), relié fluidiquement au compresseur, pour refroidir du débit d’alimentation à la première pression et la première température par échange de chaleur indirect avec un débit d’eau ou d’huile à une deuxième température inférieure à la première température qui se réchauffe, pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une troisième température, un deuxième échangeur de chaleur (E1) relié fluidiquement au premier échangeur de chaleur pour refroidir du débit d’alimentation à la première pression et la troisième température pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une quatrième température par échange de chaleur avec au moins un flux (13, 14, 17, 19, 21) dérivé du débit d’alimentation, par exemple au moins une fraction détendue du débit d’alimentation liquéfié, un troisième échangeur de chaleur (R2) relié fluidiquement au deuxième échangeur de chaleur pour refroidir du débit d’alimentation à la première pression et à la quatrième température par échange de chaleur avec un débit de fluide à une température entre 5 et 40°C pour former un débit d’alimentation à la première pression et à une cinquième température et des moyens (V1, B) pour liquéfier et éventuellement séparer par condensation partielle et/ou par distillation au moins une partie du débit d’alimentation à la première pression et à la cinquième température pour former un produit liquide (11, 23), ces moyens étant reliés fluidiquement au troisième échangeur de chaleur.
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