Brevet FR2703762A1 — publié le 19941014

La présente invention est relative au refroidissement des fluides, et s'applique en particulier à la liquéfaction du gaz naturel. Elle concerne en premier lieu un procédé de refroidissement d'un fluide, notamment pour la liquéfaction de gaz naturel, du type à cascade incorporé intégrale, dans lequel 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, 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. 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 sousrefroidi 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 à 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. L'invention a pour but d'éliminer le cycle de réfrigération séparé, et donc d'utiliser un groupe compresseur unique, ctest-à-dire un cycle frigorifique dit "à cascade incorporé intégrale", de manière à permettre d'obtenir à la fois une énergie spécifique du procédé et un investissement relativement réduits. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de refroidissement du type précité, caractérisé en ce qu'on distille le gaz issu de l'avant-dernier stade de compression dans un appareil de distillation dont on refroidit la tête avec un liquide ayant une température nettement inférieure à la température ambiante, pour former d'une part le condensat de cet avant-dernier étage, et d'autre part une phase vapeur qui est envoyée au dernier stade de compression. Le procédé peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - on refroidit et on condense partiellement la vapeur de tête de l'appareil de distillation par échange de chaleur avec au moins lesdites fractions détendues, 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 1' 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'entraînement 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, du type comprenant un circuit frigorifique à cascade incorporée intégrale dans lequel circule un mélange frigorigène et qui comporte un compresseur à au moins deux étages dont au moins les étages intermédiaires sont pourvus chacun d'un réfrigérant et une ligne d'échange thermique, est caractérisée en ce qu'elle comprend un appareil de distillation alimenté par l'avant-dernier étage du compresseur et dont la tête est reliée à l'aspiration du dernier étage du compresseur, et des moyens pour refroidir la tête de l'appareil de distillation au moyen d'un liquide ayant une température nettement inférieure à la température ambiante. Dans un mode de réalisation particulier, la ligne d'échange thermique est constituée de deux échangeurs à plaques brasées en série, notamment de même longueur, reliés l'un à l'autre par des dômes d'extrémité et éventuellement soudés ensemble bout à bout. Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels - la Figure I 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 suivant l'invention. L'installation de liquéfaction de gaz naturel représentée à la Figure 1 comprend essentiellement : un compresseur de cycle unique 1 à trois étages lA, 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 lC; 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 canes 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 et 9 sont des échangeurs parallélépipédiques du type à plaques d'aluminium bra sées, 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 f igorigène, 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 PI, 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 boite 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 boîte 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 bolte 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 ramené 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'échan- geur 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 sousrefroidie 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, refroidir 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 entraîner 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 lB, 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. 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 1D, 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 lC, 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 deux 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 réchauffée 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-refroidisseur 58 est optionnel. Quel que soit le mode de réalisation considéré, la colonne de désazotation 13 doit fonctionner vers 1,15 bars ou 1,2 bars, 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 est de nouveau sous-refroidi dans un échangeur de chaleur auxiliaire 60. Le liquide est ensuite détendu vers 1,2 bars dans la vanne de détente 37 et la turbine 39, puis divisé en deux courants : un courant qui est vaporisé dans l'échangeur 60 puis introduit à un niveau intermé diaire 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 sousrefroidi 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. I1 est donc nécessaire de prévoir un autre compresseur auxiliaire dans ce but. Si de plus le compresseur de cycle 1 est entralné 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, ctest-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'échan- geur 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'etre envoyée à l'appareil 33. REVENDICATIONS I - Procédé de refroidissement d'un fluide, notamment pour la liquéfaction de gaz naturel, du type à cascade incorporée intégrale, dans lequel 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, 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, caractérisé en ce qu'on distille le gaz issu de l'avant-dernier stade de compression (1B;; ID) dans un appareil de distillation (5) dont on refroidit la tête avec un liquide ayant une température nettement inférieure à la température ambiante, pour former d'une part le condensat de cet avant-dernier étage, et d'autre part une phase vapeur qui est envoyée au dernier stade de compression (1C). 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit et on condense partiellement la vapeur de tête de l'appareil de distillation (5) par échange de chaleur (en 24) avec au moins lesdites fractions détendues, et on refroidit la tête de l'appareil de distillation (5) avec la phase liquide ainsi obtenue (en 6C). 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on refroidit et on condense partiellement au voisinage de la température ambiante (en 47, Figure 2; 3C, Figure 4) le gaz issu du dernier stade de compression (1C). on détend (en 49) la phase liquide obtenue, et on refroidit la tete de l'appareil de distillation (5) au moyen de cette phase liquide détendue. 4 - Procédé suivant 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 suivant la revendication 3 ou 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 de 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 suivant 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 (lA) jusqu'è 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 suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour la liquéfaction de gaz naturel contenant de l'azote, caractérisé en ce qu'on sousrefroidit (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 suivant 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'entraînement 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 etre stocké (en 14). 9 - Installation de refroidissement d'un fluide, notamment de liquéfaction de gaz naturel, du type 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 les étages intermédiaires ( lA, 1B; lA, lB, 1D) sont pourvus chacun d'un réfrigérant (3A, 3B; 3A, 3B, 3D), et une ligne d'échange thermique (7, 8), caractérisée en ce qu'elle comprend 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, et des moyens (24, 6C; 47, 49; 58 à 60) pour refroidir la tête de l'appareil de distillation (5) au moyen d'un liquide ayant une température nettement inférieure à la température ambiante. 10 - Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens (24, 6C) comprennent des passages de refroidissement (24) de la partie chaude (8) de la ligne d'échange thermique (7), et un pot séparateur (6C) dont le fond est relié au sommet de l'appareil de distillation (5). 11 - Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens (47, 49) comprennent un dispositif (3C; 47) de refroidissement aux environs de la température ambiante du gaz issu du dernier étage (1C) du compresseur (1), et une vanne (49) de détente du liquide issu de ce dispositif de refroidissement, la sortie de cette vanne étant reliée au sommet de l'appareil de distillation (5). 12 - Installation suivant la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement (47) est un déphlegmateur. 13 - Installation suivant la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce qu'il est prévu un échangeur de chaleur auxiliaire (58) pour mettre en relation d'échange thermique indirect le liquide issu du dispositif de refroidissement (47) et la vapeur de tête de l'appareil de distillation (5). 14 -Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, 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 et dont le refoulement est relié au refoulement du deuxième étage du compresseur. 15 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, 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 du gaz naturel non désazoté détendu (en 37). 16 - Installation suivant 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). 17 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisée en ce que la ligne d'échange thermique (7) est constituée de deux échangeurs à plaques brasées (8, 9) en série, notamment de même longueur, reliés l'un à l'autre par des dômes d'extrémité (42, 43) et éventuellement soudés ensemble bout à bout.