La présente invention concerne une installation adaptée pour produire au moins un flux de GNL (gaz naturel liquéfié) à partir d’au moins un flux de gaz naturel, l’installation comprenant au moins un cycle frigorifique utilisant au moins un fluide frigorigène et étant configuré pour refroidir le flux de gaz naturel par échange de chaleur avec le fluide frigorigène.

L’invention concerne aussi un éventuel support flottant comprenant une telle installation, et un procédé correspondant à cette installation.

La valorisation des champs de gaz en mer requiert des installations de grandes dimensions afin de traiter et conduire jusqu’à terre le gaz extrait. Celles-ci comprennent le plus souvent des plateformes ou des unités flottantes de production, de stockage et de déchargement (en anglais : FPSO) ainsi que des pipelines dont la longueur peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres. Il s’ensuit que ces infrastructures sont coûteuses et ne peuvent être rentabilisées que si le champ possède une taille suffisante.

Il existe des champs de gaz de taille réduite qui ne permettent pas de rentabiliser les investissements nécessaires à la conduite du gaz à terre pour sa valorisation. Ces champs sont dits « orphelins » ou, en anglais, « stranded gas fields ». Une des solutions proposée pour leur valorisation est la liquéfaction en mer, le plus souvent sur un support flottant de dimensions réduites. Cette installation est appelée en anglais FLNG, pour Floating Liquefied Naturel Gas.

L’une des principales difficultés dans les projets de liquéfaction en mer est la sécurité, du fait de la compacité des supports flottants et de la présence d’hydrocarbures à bord, soit dans le gaz naturel à liquéfier, soit dans le fluide frigorigène.

Il existe principalement deux technologies pour la liquéfaction du gaz naturel. Dans la première technologie, le fluide frigorigène comprend des hydrocarbures extraits du gaz naturel : méthane, éthane et propane notamment. Dans ces cycles, le fluide frigorigène passe par des phases successives de liquéfaction et de vaporisation, si bien que le cycle frigorifique contient de fait une masse importante d’hydrocarbures à l’état liquide.

Dans la deuxième technologie, le cycle frigorifique utilise au moins une turbine de détente pour la réfrigération. Le fluide frigorigène reste en phase vapeur, de moindre densité qu’une phase liquide. De plus, le fluide frigorigène le plus communément utilisé est l’azote, qui, étant inerte, réduit encore les risques.

Ainsi, les cycles frigorifiques à turbine de détente offrent une sécurité accrue par rapport aux cycles à hydrocarbures. Toutefois, leur efficacité énergétique est inférieure de l’ordre de 20 à 30%. Par conséquent, la production de GNL permise est réduite d’autant par rapport aux cycles à hydrocarbures.

FR 2 938 903 décrit un cycle de liquéfaction à trois turbines de détente en vue d’améliorer l’efficacité énergétique du cycle. Mécaniquement plus complexe, il permet un gain de puissance, sans toutefois atteindre l’efficacité des cycles à hydrocarbures.

US 2010/122551 propose un agencement complexe combinant turbines de détente, échangeur à plaques et échangeurs bobinés.

US 6 412 302 décrit une combinaison d’un premier cycle de refroidissement à turbine de détente, dont le réfrigérant est du gaz naturel, et un second cycle plus froid à l’azote. Ce procédé présente l’inconvénient de nécessiter deux machines de compression, une pour chaque cycle. De plus, le cycle frigorifique au gaz naturel contribue à l’augmentation de la quantité d’hydrocarbures présente.

Il est également connu d’utiliser un cycle de liquéfaction à l’azote pré-refroidi par un cycle à condensation - évaporation au gaz carbonique ou au R410A. Ces réfrigérants présentent l’avantage d’être ininflammables et d’améliorer sensiblement l’efficacité de la liquéfaction, mais ils nécessitent une machine tournante supplémentaire. En outre le R410A est susceptible de créer un effet de serre s’il est rejeté dans l’atmosphère.

On connaît également un cycle de liquéfaction par détente d’azote pré-refroidi par des machines frigorifiques à absorption utilisant un mélange binaire eau - bromure de lithium. L’efficacité énergétique est améliorée, et l’eau utilisée comme frigorigène présente l’avantage de la sécurité. Néanmoins, la température atteinte par ces machines à absorption est au mieux proche de 0°C, limitant ainsi l’intérêt pratique de cette technologie.

WO 2004/065869 décrit l’utilisation de machines frigorifiques à absorption pour pré-refroidir le gaz naturel à liquéfier et/ou l’azote du cycle frigorifique. Ces machines frigorifiques à absorption utilisent soit un mélange binaire eau - bromure de lithium, avec le même inconvénient que ci-dessus, soit un mélange binaire eau - ammoniac. Ce dernier permet d’atteindre des températures inférieures à 0°C, mais introduit des risques liés à la toxicité de l’ammoniac. En outre, ces machines frigorifiques requièrent une colonne de rectification pour séparer l’eau de l’ammoniac. Le fonctionnement de la colonne de rectification risque d’être affecté par les mouvements du support flottant.

Un but de l’invention est donc de proposer une installation de liquéfaction du gaz naturel possédant une bonne efficacité énergétique, sans toutefois compromettre la sécurité, notamment sur un support flottant.

A cet effet, l’invention a pour objet une installation adaptée pour produire au moins un flux de GNL à partir d’au moins un flux de gaz naturel, comprenant : - au moins un cycle frigorifique comportant au moins une turbine de détente, le cycle frigorifique utilisant au moins un premier fluide frigorigène et étant configuré pour refroidir le flux de gaz naturel par échange de chaleur avec le premier fluide frigorigène, et

- une unité de réfrigération comportant au moins une machine frigorifique à absorption utilisant un deuxième fluide frigorigène et un absorbant adapté pour absorber le deuxième fluide frigorigène, l’unité de réfrigération étant adaptée pour recevoir au moins un fluide à refroidir et produire un fluide refroidi, dans laquelle :

- le deuxième fluide frigorigène comprend du méthanol, et

- l’absorbant comprend un mélange de bromure de lithium et de bromure de zinc, ou comprend un liquide ionique.

Selon des modes de réalisation particuliers, l’installation comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

- l’absorbant comprend un mélange de bromure de lithium et de bromure de zinc, le bromure de lithium ayant, dans le mélange, une fraction molaire comprise entre 30% et 70%, de préférence entre 40% et 60%, voire entre 45% et 55% ;

- le cycle frigorifique est configuré pour que le premier fluide frigorigène soit gazeux en tout point du cycle frigorifique ;

- le premier fluide frigorigène comprend au moins 90% en volume d’azote gazeux ;

- le fluide refroidi a une température inférieure à 0°C ;

- le fluide refroidi a une température comprise entre -1 °C et -30°C, de préférence entre -10°C et -25°C ;

- le fluide à refroidir reçu par l’unité de réfrigération est tout ou partie du premier fluide frigorigène ;

- l’unité de réfrigération comprend : une entrée connectée fluidiquement à un ou plusieurs compresseurs du cycle frigorifique pour recevoir le fluide à refroidir ; et une sortie connectée fluidiquement à ladite turbine de détente du cycle frigorifique pour envoyer au moins une fraction du fluide refroidi à ladite turbine de détente ;

- l’entrée de l’unité de réfrigération est reliée auxdits un ou plusieurs compresseurs par une canalisation amont traversant un échangeur de chaleur du cycle frigorifique configuré pour recevoir le flux de gaz naturel ;

- la sortie de l’unité de réfrigération est reliée à ladite turbine de détente par une canalisation aval traversant un échangeur de chaleur du cycle frigorifique configuré pour recevoir le flux de gaz naturel ; - le cycle frigorifique comprend au moins une deuxième turbine de détente, et le cycle frigorifique est configuré pour que ladite turbine de détente reçoive le premier fluide frigorigène à une première température et pour que ladite deuxième turbine de détente reçoive le premier fluide frigorigène à une deuxième température, la deuxième température étant inférieure à la première température ;

- l’unité de réfrigération comprend un circuit interne mettant en œuvre un fluide caloporteur distinct du premier fluide frigorigène et du deuxième fluide frigorigène, le circuit interne comportant au moins un échangeur de chaleur adapté pour refroidir ledit fluide à refroidir par échange de chaleur avec le fluide caloporteur, la machine frigorifique à absorption étant configurée pour refroidir le fluide caloporteur ; et

- la machine frigorifique à absorption comprend au moins un évaporateur adapté pour réaliser une évaporation du deuxième fluide frigorigène à une pression absolue inférieure ou égale à 100 mbar, de préférence comprise entre 3 et 30 mbar.

L’invention a également pour objet un support flottant comprenant une installation telle que décrite ci-dessus.

L’invention a également pour objet un procédé pour produire au moins un flux de GNL à partir d’au moins un flux de gaz naturel, comprenant les étapes suivantes :

- mise en œuvre d’au moins un cycle frigorifique comportant au moins une turbine de détente, le cycle frigorifique utilisant au moins un premier fluide frigorigène ;

- refroidissement du flux de gaz naturel par échange de chaleur avec le premier fluide frigorigène ;

- mise en œuvre d’une unité de réfrigération comportant au moins une machine frigorifique à absorption utilisant un deuxième fluide frigorigène et un absorbant, le deuxième fluide frigorigène comprenant du méthanol, et l’absorbant comprenant un mélange de bromure de lithium et de bromure de zinc, ou comprenant un liquide ionique ;

- absorption du deuxième fluide frigorigène par l’absorbant ; et

- réception par l’unité de réfrigération d’au moins un fluide à refroidir et production d’un fluide refroidi.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique, partielle, d’un support flottant selon l’invention, comportant une installation selon l’invention, et

- la figure 2 est une vue schématique d’une machine frigorifique à absorption représentée sur la figure 1. En référence à la figure 1 , on décrit un support flottant 1 , comprenant une installation 3 adaptée pour produire au moins un flux de GNL 5 à partir d’au moins un flux de gaz naturel 7.

Le support flottant est par exemple situé en mer, et relié à un champ gazier (non représenté), notamment un champ dit « orphelin ».

Le support flottant 1 comprend avantageusement une unité 9 de prétraitement du gaz naturel adaptée pour fournir le flux de gaz naturel 7 à liquéfier. Le support flottant comprend avantageusement une unité (non représentée) pour fournir de l’énergie mécanique et/ou électrique à l’installation 3, cette unité comportant par exemple une ou plusieurs turbines à gaz.

En variante, le support n’est pas flottant, ou les éléments qu’il porte (unité 9 de prétraitement et installation 3 notamment) sont sur la terre ferme.

L’unité de prétraitement 9 est par exemple adaptée pour retirer du gaz naturel des gaz acides, de l’eau, et du mercure éventuellement présents.

L’installation 3 comprend un cycle frigorifique 1 1 utilisant un premier fluide frigorigène 13, et configuré pour refroidir le flux de gaz naturel 7 par échange de chaleur avec le premier fluide frigorigène.

On notera que, sur les figures 1 et 2, les flux et les canalisations qui les transportent sont en général représentés ensemble par un seul et même trait.

L’installation 3 comprend une unité de réfrigération 15 adaptée pour recevoir au moins un fluide à refroidir 17 et produire un fluide refroidi 19.

Par « cycle », on entend ici un ensemble de machines reliées entre elles par des canalisations, mettant en œuvre un fluide pour lui faire subir des transformations thermodynamiques cycliques. Un tel cycle comprend notamment des étapes de compression et de détente. Le cycle est dit « frigorifique » quand son but principal est de produire du froid en refroidissant le fluide, qui est dit « frigorigène ». Le fluide frigorigène, une fois froid, sert ici à refroidir le flux de gaz naturel.

Dans l’exemple représenté, l’unité de réfrigération 15 fait partie du cycle frigorifique 1 1 et est configurée pour contribuer au pré-refroidissement du premier fluide frigorigène. Le fluide à refroidir 17 et le fluide refroidi 19 sont le premier fluide frigorigène dans l’exemple représenté.

Selon une première variante non représentée, le fluide à refroidir 17 n’est qu’une partie du premier fluide frigorigène. Dit autrement, tout le premier fluide frigorigène ne passe pas par l’unité de réfrigération 15.

Selon une deuxième variante non représentée, l’unité de réfrigération 15 ne fait pas partie du cycle frigorifique 1 1. Le fluide à refroidir 17 est alors par exemple tout ou partie du flux de gaz naturel 7. L’unité de réfrigération 15 est alors configurée pour contribuer au pré-refroidissement du flux de gaz naturel 7.

Selon une troisième variante non représentée, l’unité de réfrigération 15 fait partie du cycle frigorifique 1 1 et est en outre configurée pour contribuer au pré-refroidissement de tout ou partie flux de gaz naturel 7.

Le fluide refroidi 19 a par exemple une température inférieure à 0°C, avantageusement comprise entre -1 °C et -35°C, de péférence entre -10°C et -25°C.

Outre l’unité de réfrigération 15, le cycle frigorifique 1 1 comprend par exemple un premier échangeur de chaleur 21 , ou liquéfacteur, adapté pour liquéfier le flux de gaz naturel 7 et fournir un flux de gaz naturel 23 liquide à une température intermédiaire typiquement comprise entre -90°C et -1 10°C, et avarbageusement un deuxième échangeur de chaleur 25, ou sous-refroidisseur, adapté pour refroidir le flux de gaz naturel 23 à une température basse typiquement comprise entre -140°C et -160°C et pour fournir le flux de GNL 5.

Le cycle frigorifique 1 1 comprend par exemple deux turbines de détente 27, 29 adaptées pour détendre le premier fluide frigorigène d’une pression haute typiquement comprise entre 45 et 100 bars, jusqu’à une pression basse typiquement comprise entre 15 et 25 bars. Le cycle frigorifique 1 1 comprend une unité de compression 31 adaptée pour comprimer le premier fluide frigorigène de la pression basse à la pression haute.

Sauf indication explicite contraire, les pressions indiquées sont absolues dans le présent document.

Le cycle frigorifique 1 1 est configuré pour que turbine de détente 27, dite « chaude », reçoive le premier fluide frigorigène à une première température, et pour que la turbine de détente 29, dite « froide » reçoive le premier fluide frigorigène à une deuxième température, la deuxième température étant inférieure à la première température.

Le cycle frigorifique 1 1 est avantageusement configuré pour que le premier fluide frigorigène reste gazeux en tout point du cycle frigorifique 1 1 .

Le premier fluide frigorigène est avantageusement de l’azote gazeux, pur à au moins 90% en volume, de préférence à au moins 99% en volume.

En variante, le premier fluide frigorigène comprend des hydrocarbures, par exemple du méthane, ou comprend du R410A.

L’unité de réfrigération 15 comprend une machine frigorifique à absorption 33 utilisant un deuxième fluide frigorigène 35 (figure 2) et un absorbant 37 adapté pour absorber le deuxième fluide frigorigène. Dans l’exemple représenté, l’unité de réfrigération 15 comprend aussi un circuit intermédiaire 39 mettant en œuvre un fluide caloporteur 41 distinct du premier fluide frigorigène 13 et du deuxième fluide frigorigène 35, le circuit intermédiaire comportant un échangeur de chaleur 43 adapté pour refroidir le fluide à refroidir 17 par échange de chaleur avec le fluide caloporteur, la machine frigorifique à absorption 33 étant configurée pour refroidir le fluide caloporteur.

En variante, l’unité de réfrigération 15 ne comprend pas de circuit intermédiaire 41 et la machine frigorifique à absorption 33 est configurée pour refroidir directement le fluide à refroidir 17.

L’unité de réfrigération 15 comporte une entrée 45 adaptée pour recevoir le fluide à refroidir 17 et connectée fluidiquement à l’unité de compression 31 par une canalisation amont 47.

L’unité de réfrigération 15 comporte une sortie 49 adaptée pour délivrer le fluide refroidi 19 et connectée fluidiquement à la turbine de détente 27 par une canalisation aval 51.

Dans l’exemple représenté, la sortie 49 est également connectée fluidiquement à la turbine détente 29 par une canalisation de dérivation 53 embranchée sur la canalisation 51.

La canalisation amont 47 passe par exemple par le premier échangeur de chaleur

21 .

Par exemple, la canalisation aval 51 et la canalisation de dérivation 53 passent également par le premier échangeur 21.

Le fluide caloporteur 41 est par exemple de l’eau glycolée.

Le deuxième fluide frigorigène 35 comprend du méthanol CH ₃ OH. Avantageusement, le deuxième fluide frigorigène est du méthanol.

L’absorbant 37 comprend un mélange de bromure de lithium et de bromure de zinc.

La fraction molaire du bromure de lithium dans le mélange est avantageusement comprise entre 30% et 70%, de préférence entre 40% et 60%, voire entre 45% et 55%. Dans l’exemple, le mélange est sensiblement équimolaire.

En variante, l’absorbant 37 est un liquide ionique.

Comme visible sur la figure 2, la machine frigorifique à absorption 33 comprend une partie 55 adaptée pour fonctionner à relativement haute pression, typiquement entre 50 et 150 mbar absolu, et une partie 57 adaptée pour fonctionner à basse pression, typiquement entre 3 et 30 mbar absolu. La partie 55 à haute pression comporte un régénérateur 59 adapté pour séparer le deuxième fluide frigorigène et l’absorbant, un condenseur 61 pour condenser le deuxième fluide frigorigène, et un échangeur de chaleur 63.

La partie 57 à basse pression comporte un évaporateur 65 adapté pour évaporer le deuxième fluide frigorigène et refroidir le fluide caloporteur 41 , et un absorbeur 67 adapté pour que l’absorbant absorbe le deuxième fluide frigorigène et pour produire un mélange binaire 69.

Selon une variante déjà évoquée plus haut, l’évaporateur 65 est configuré pour refroidir directement le fluide à refroidir 17, et non le fluide caloporteur 41.

L’évaporateur 65 est avantageusement configuré pour évaporer le deuxième fluide frigorigène à une pression absolue inférieure ou égale à 100 mbar, de préférence comprise entre 3 et 30 mbar. Il en résulte qu’en cas de fuite de la machine frigorifique à absorption 33, le deuxième fluide frigorifique ne se répand pas dans l’atmosphère.

Avantageusement, le régénérateur 59 ne comporte pas de colonne de rectification, mais est configuré pour réaliser un chauffage simple, non étagé, du mélange binaire 69.

Le régénérateur 59, l’évaporateur 65 et l’absorbeur 67 possèdent avantageusement une architecture interne connue en elle-même, analogue à celle des machines à absorption utilisant un mélange binaire eau + bromure de lithium, à savoir des tubes horizontaux arrosés.

L’unité de compression 31 comprend par exemple trois compresseurs 71 , 73, 75, et trois échangeurs de refroidissement 77, 79, 81 respectivement situés en aval des compresseurs précités.

Les compresseurs 73 et 75 sont par exemple en parallèle l’un de l’autre et avantageusement couplés mécaniquement aux turbines de détente 27 et 29.

Le compresseur 71 est situé en amont des compresseurs 73, 75 et est par exemple entraîné par un moteur électrique (non représenté) ou par une turbine à gaz ou une turbine à vapeur (non représentée).

Le fonctionnement du support flottant 1 va maintenant être décrit.

Le gaz naturel est extrait et est prétraité dans l’unité de prétraitement 9 qui fournit le flux de gaz naturel 7 à liquéfier.

Le flux de gaz naturel 7 entre dans le premier échangeur de chaleur 21 , et en ressort sous la forme du flux de gaz naturel 23 liquéfié à la température intermédiaire (entre -90 °C et -1 10°C).

Puis, le flux de gaz naturel 23 entre dans le deuxième échangeur de chaleur 25, où il est sous-refroidi jusqu’à la température basse (entre -140 °C et -160 °C) pour former le flux de GNL 5. Le flux de GNL 5 est ensuite détendu et par exemple envoyé dans un stockage de GNL (non représenté).

Un flux 83 de premier fluide frigorigène (ici de l’azote gazeux) en provenance de l’unité de compression 31 entre dans le premier échangeur de chaleur 21 à une pression comprise entre 45 et 100 bars par la canalisation amont 47. Il est refroidi jusqu’à une température d’environ +5°C à -10 °C et ressort du pemier échangeur de chaleur 21 sous la forme du fluide à refroidir 17.

Le fluide à refroidir 17 entre dans l’unité de réfrigération 15. Dans l’échangeur de chaleur 43, le fluide à refroidir 17 est refroidi jusqu’à environ -10°C à -30°C par le fluide caloporteur 41 et forme le fluide refroidi 19.

Le fluide caloporteur 41 est lui-même refroidi par la machine frigorifique à absorption 33.

Le fluide refroidi 19 est introduit dans le premier échangeur de chaleur 21 par la canalisation aval 51 et est refroidi jusqu’à la première température, c’est-à-dire la température d’admission de la turbine de détente 27, ou turbine chaude.

Le fluide refroidi 19 sort de du premier échangeur de chaleur 21 par la canalisation aval 51 et est alors divisé en un flux 85 qui continue d’emprunter la canalisation aval 51 jusqu’à la turbine de détente 27, et un flux 87 qui emprunte la canalisation de dérivation 53 vers le premier échangeur de chaleur 21. Le flux 87 sort du premier échangeur de chaleur 21 sous la forme d’un flux 89 à une température de coupure entre le premier échangeur de chaleur 21 et le deuxième échangeur de chaleur 23. Le flux 89 est ensuite acheminé par la canalisation de dérivation 53 jusqu’à la turbine de détente 29.

Le flux 85 qui alimente la turbine de détente 27 a par exemple une température comprise entre -10°C et -40 °C. Le flux 85 est déteralu jusqu’à la pression basse du cycle en un flux 91 qui est retourné au premier échangeur de chaleur 21 pour liquéfier le flux de gaz naturel 7.

Le flux 89 alimente la turbine froide, où il est détendu jusqu’à la pression basse du cycle frigorifique 1 1 en un flux 93 qui possède une température de quelques degrés inférieure à celle du flux de GNL 5. Le flux 91 entre à contre-courant dans le deuxième échangeur de chaleur 25 pour sous-refroidir le flux de gaz naturel 23 et forme en sortie un flux 95.

Le flux 95 est mélangé au flux 91 issu de la turbine chaude. Le mélange obtenu entre à contre-courant dans le premier échangeur de chaleur 21 pour liquéfier le flux de gaz naturel 7 et forme en sortie un flux 97 sensiblement à température ambiante. Le flux 97 alimente le compresseur 71 qui le comprime jusqu’à une pression d’environ 35 à 60 bars. Il est refroidi dans l’échangeur de chaleur 77 en un flux 99. Le flux 99 est divisé en deux et conduit vers les compresseurs 73, 75.

L’énergie fournie par les turbines de détente 27, 29 est récupérée pour augmenter la pression du flux 99 jusqu’à la pression haute du cycle frigorifique 1 1 . Le premier fluide frigorigène à haute pression issu des compresseurs 73, 75 est ensuite refroidi dans les échangeurs de chaleur 79, 81 , et forme le flux 83.

Notons à nouveau que le passage du fluide refroidi 19 par le premier échangeur de chaleur 21 avant d’arriver à la turbine chaude est optionnel. Son intérêt dépend notamment de la température à l’admission de la turbine chaude et de l’importance du refroidissement permis par l’unité de réfrigération 15, c’est-à-dire par la machine frigorifique à absorption 33.

Comme visible sur la figure 2, le deuxième fluide frigorigène se condense dans le condenseur 61 refroidi par de l’eau de refroidissement 101. En sortie du condenseur 61 , le deuxième fluide frigorigène forme un flux 103 liquide. Le flux 103 est détendu dans l’évaporateur 65. L’évaporation refroidit le fluide caloporteur 41. La partie évaporée forme un flux 105 gazeux qui est envoyé vers l’absorbeur 67. La partie éventuellement non évaporée forme un flux 107 liquide qui est pompé et renvoyé à l’évaporateur.

Dans l’absorbeur 67, le flux 105 gazeux est mis en contact avec un flux 109 d’absorbant. L’absorbant absorbe le flux 105 pour former le mélange binaire 69. L’absorbeur est refroidi par de l’eau de refroidissement 1 1 1 .

Le mélange binaire 69 est envoyé dans l’échangeur de chaleur 63 pour un préchauffage, puis dans le régénérateur 59 dans lequel il est chauffé, par exemple par échange de chaleur avec un fluide chaud 1 13.

Un flux 1 15 de deuxième fluide frigorigène gazeux sort du régénérateur et est envoyé au condenseur 61 . Le régénérateur produit aussi le flux 109 d’absorbant régénéré, qui est conduit dans l’absorbeur 67 après un passage dans l’échangeur de chaleur 63 pour céder de la chaleur au mélange binaire 69.

Grâce aux caractéristiques décrite ci-dessus, notamment la machine frigorifique à absorption 33, l’installation 3 possède une bonne efficacité énergétique, et améliore la sécurité du support flottant 1 en réduisant la quantité d’hydrocarbures présents dans l’installation.

Exemple de mise en œuyre Dans cet exemple, on liquéfie un flux de gaz naturel 7 dont la composition est la suivante :

Le gaz naturel est disponible à 70 bars et 30 °C. La production visée est 1 ,25 MMTPA (million de tonnes métriques par an) avec deux turbines à gaz PGT 25+.

La machine frigorifique à absorption 33 permet de refroidir le fluide caloporteur 41 (ici de l’eau glycolée) jusqu’à -20 °C et le fluide refroidi 19 (l’azote du cycle frigorifique 1 1 ) jusqu’à -15°C.

Le tableau ci-dessous fournit les principaux paramètres opératoires :

Les puissances des turbines de détente 27, 29 sont respectivement de 23272 kW (turbine chaude) et 5196 kW (turbine froide).

La puissance consommée par le compresseur 71 est de 24460 kW, soit une consommation spécifique de 306 kWh/tonne de GNL produit après détente.

Il a été procédé à une comparaison de ce procédé avec l’état de l’art.

Dans un premier temps, on a comparé le procédé selon l’invention avec un procédé SMR (en anglais : Single Mixed Réfrigérant). Ce procédé consiste en un cycle unique dont le réfrigérant est un mélange d’hydrocarbures comprenant du méthane, de l’éthane, du propane, du butane et du pentane, ainsi que de l’azote. Les masses totales des équipements et des utilités ont été évaluées, incluant un prétraitement (réception, stabilisation des condensais, extraction des gaz acides, séchage et démercurisation), ainsi que l’unité d’extraction des Liquides de Gaz Naturel, de fractionnement (en vue de produire un mélange butane/propane et des condensais), la liquéfaction et les installations de flash et de récupération des gaz d’évaporation de bac.

Les masses s’établissent comme suit :

Ces tonnages sont très proches. Il s’ensuit que l’amélioration de la sécurité obtenue par le procédé selon l’invention n’augmente pas sensiblement les coûts d’investissement.

En outre, le cycle frigorifique à l’azote est plus facile à opérer qu’un cycle mixte. En particulier les phases de démarrage sont nettement plus rapides.

Un autre effet technique du procédé selon l’invention est qu’il ne requiert pas d’appoints d’hydrocarbures pour le cycle frigorifique. L’unité de fractionnement du prétraitement s’en trouve ainsi simplifiée. Les stockages d’appoint d’hydrocarbures sont supprimés, ce qui réduit d’autant les risques liés à la présence d’hydrocarbures sur le support flottant 1.

Il a également été procédé à une évaluation de la consommation d’énergie par rapport à un cycle frigorifique à l’azote à deux turbines de détente (sans le pré refroidissement par l’unité de réfrigération 15) et un cycle à l’azote à trois turbines de détente.

Les consommations spécifiques rapportées au GNL produit sont :

Ainsi, le procédé SMR est plus performant que les cycles à l’azote et turbines de détente, qu’ils soient à deux ou trois turbines. Le procédé selon l’invention permet toutefois un net progrès par rapport à ces procédés. En effet, sa performance énergétique est comparable à celle du procédé SMR, mais il ne comporte pas les risques inhérents au cycle SMR.

Dans l’exemple, le premier fluide frigorigène est le méthanol et l’absorbant est un mélange équimolaire de bromure de lithium et de bromure de zinc, ou un liquide ionique.

La séparation du méthanol et de l’un quelconque des absorbants mentionnés ci- dessus est facile, et ne nécessite pas l’utilisation d’une colonne de rectification.