Brevet FR2739916A1 — publié le 19970418

La présente invention concerne un procédé de liquéfaction et de fractionnement d'un fluide ou d'un mélange gazeux formé au moins en partie d'hydrocarbures, notamment un gaz naturel. Le gaz naturel est couramment produit en des sites éloignés des lieux d'utilisation et il est courant de le liquéfier afin de le transporter sur de longues distances par méthanier ou de le stocker sous forme liquide. L'art antérieur décrit de nombreux procédés de liquéfaction qui peuvent comporter une étape de fractionnement par cryogénie des hydrocarbures autres que le méthane. Des exemples de réalisation sont décrits, notamment, dans les brevets US- A-3 763 658, US-A-4 065 278 et dans la demande de brevet EP 0 535 752. Lorsque le gaz naturel est liquéfié, il est généralement nécessaire en partant du gaz de départ d'obtenir séparément, au moins une première fraction liquide comprenant au moins une partie des hydrocarbures les plus lourds mélangés au méthane, et au moins une deuxième fraction liquide enrichie en méthane formant le Gaz Naturel Uquéfié produit. Il a été découvert, et c'est l'un des objets de la présente invention, que l'on peut améliorer les conditions de liquéfaction et de fractionnement d'un gaz naturel en le soumettant simultanément à un échange de chaleur indirect provoquant la condensation des constituants et éventuellement de l'eau de saturation contenue dans le gaz, et à un échange de matière au cours duquel, par contact entre la phase gazeuse et la ou les phases liquides hydrocarbures condensées, on optimise la séparation de la phase gazeuse et de ses constituants. On obtient alors une phase gazeuse riche en méthane et appauvrie en hydrocarbures lourds et une ou plusieurs phases liquides hydrocarbures, ou aqueuses. Avantageusement, le procédé selon l'invention permet d'augmenter le rendement de production en constituants séparés, par exemple les hydrocarbures en C3+. Il permet de plus d'utiliser les fractions liquides hydrocarbures obtenues par fractionnement pour fournir les appoints nécessaires aux mélanges de réfrigérants utilisés dans les cycles de réfrigération du procédé. La présente invention concerne un procédé de liquéfaction d'un fluide, tel qu'un gaz formé au moins en partie d'un mélange d'hydrocarbures comportant au moins les étapes suivantes: - on refroidit ledit fluide sous pression de façon à le condenser au moins partiellement pour produire une phase liquide et une phase gazeuse et, simultanément on réalise la mise en contact au moins en partie à contre-courant, d'au moins une fraction de chacune desdites phases, par exemple, pour obtenir par transfert de matière une phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers et une première phase liquide enrichie en hydrocarbures lourds, - on sépare les deux phases ainsi obtenues et on envoie la phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers à une seconde étape de réfrigération pour obtenir une deuxième fraction liquide enrichie en hydrocarbures légers. Au cours de l'étape de pré-réfrigération, on met par exemple, en contact la phase gazeuse ascendante avec une fraction hydrocarbure liquide descendante. La réfrigération opérée au cours de l'étape de pré-réfrigération peut être assurée par un échange de chaleur au moins en partie continu et à contre-courant sur au moins une partie de la zone o s'effectue la mise en contact des phases. Au cours de l'étape de pré-réfrigération on prélève, par exemple, au moins deux fractions liquides ayant des compositions différentes à des niveaux différents. Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, l'étape de pré- réfrigération et l'étape finale de liquéfaction sont réalisées au moyen de deux cycles de réfrigération différents, chacun des cycles opérant avec son propre mélange réfrigérant, le mélange réfrigérant utilisé au cours de l'étape finale de liquéfaction étant, par exemple, partiellement condensé au cours de l'étape de préréfrigération. Selon un autre mode de mise en oeuvre du procédé, I'étape de préréfrigération et l'étape finale de liquéfaction sont réfrigérées au moyen d'un cycle de réfrigération unique opérant avec un mélange réfrigérant. L'étape de pré-réfrigération est opérée en présence d'un solvant. Le solvant est par exemple injecté dans le gaz. Le procédé selon l'invention s'applique particulièrement bien à la liquéfaction d'un gaz naturel, ou encore pour obtenir un mélange réfrigérant assurant la liquéfaction d'un gaz naturel obtenu au moins en partie par vaporisation d'au moins une fractionliquide d'un mélange d'hydrocarbures résultant de la mise en oeuvre du procédé sellon l'invention. La présente invention concerne également une installation pour la liquéfaction d'un fluide tel qu'un gaz formé au moins en partie d'un mélange d'hydrocarbures. Elle est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif de pré- réfrigération comportant: - un circuit de réfrigération permettant de condenser par échange thermique au moins une partie des hydrocarbures lourds contenus dans le fluide pour obtenir une fraction hydrocarbure liquide, - au moins un conduit d'introduction dudit fluide à traiter, reliée à au moins un circuit principal permettant la mise en contact direct de la phase gazeuse et de ladite fraction hydrocarbure liquide, l'échange thermique entre ledit circuit de réfrigération et ledit circuit principal de mise en contact, et le contact direct de ladite phase gazeuse et de la fraction liquide hydrocarbure permettant d'obtenir une phase gazeuse riche en méthane et appauvrie en hydrocarbures lourds, - au moins un premier conduit d'évacuation de ladite phase gazeuse riche en méthane vers une seconde étape de réfrigération et au moins un second conduit d'évacuation de la phase liquide. A l'issue de la seconde étape de réfrigération, le fluide à traiter par exemple le gaz naturel, est liquéfié. Le dispositif de réfrigération comporte au moins un moyen de prélèvement desdites fractions hydrocarbures liquides. L'installation comporte, par exemple, des moyens de stabilisation desdites fractions hydrocarbures liquides, lesdits moyens de stabilisation étant reliés audit moyen de prélèvement. Le dispositif de pré-réfrigération peut comporter au moins un moyen d'injection, permettant l'injection d'un fluide autre que le gaz. Le fluide peut être un solvant envoyé dans le gaz pour le traiter, le solvant peut aussi être choisi pour être utilisé comme agent de séparation. Le dispositif de pré-réfrigération comporte. par exemple. un échangeur à plaques vertical dans lequel est effectué le contact entre le fluide ou gaz à traiter en circulation ascendante et une fraction liquide descendant par gravité. L'installation peut comporter un dispositif de pré-réfrigération comprenant un échangeur à plaques en aluminium brasé et un dispositif de liquéfaction finale comprenant un échangeur à plaques en acier inoxydable. L'invention offre ainsi les avantages suivants: - en réduisant l'entraînement de constituants relativement lourds dans le gaz sortant de l'étape de pré-réfrigération et en évitant ainsi les risques de cristallisation dans la partie la plus froide du procédé, elle améliore la sécurité de fonctionnement du procédé, - en optimisant le fractionnement du gaz naturel de manière à obtenir un gaz naturel à traiter comportant une majorité de méthane et très appauvri en autres constituants, elle augmente le rendement de production du GNL d'une part, et des fractions d'hydrocarbures séparées d'autre part, - elle conduit à une diminution des coûts du fait de la diminution des équipements et à un gain de place dans les installations de traitement, - elle permet d'utiliser des fractions hydrocarbures liquides obtenues lors de l'étape de pré-réfrigération comme constituants d'un mélange réfrigérant. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description donnée ci-après à titre d'exemples de réalisation, dans le cadre d'applications nullement limitatives, au traitement d'un gaz naturel, en se référant aux dessins annexés o: - la figure 1 schématise un exemple de cycle de liquéfaction tel que décrit dans l'art antérieur, les figures 2A et 2B représentent un schéma de principe d'un procédé de liquéfaction comprenant un cycle de pré-réfrigération selon l'invention, et un exemple du circuit de pré-réfrigération, - la figure 3 montre une variante de réalisation permettant le fractionnement sélectif d'un ou de plusieurs constituants du gaz naturel, - les figures 4A, 4B et 4C montrent plusieurs exemples de couplage de moyens de stabilisation avec le dispositif de pré-réfrigération pour effectuer la stabilisation des fractions séparées, - les figures 5A, 5B et 5C schématisent différents procédés de réfrigération pour le ou les cycles de pré-réfrigération et de réfrigération. - les figures 6A et 6B montrent deux variantes de réalisation permettant l'injection d'un solvant et/ou d'un fluide autre que le gaz, - les figures 6C et 6D montrent deux variantes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention appliqué à un mélange de réfrigération, et - les figures 7. 8, 9 et 10 sont des exemples de technologie utilisée pour la fabrication de l'échangeur et des moyens de séparation. Le schéma de principe d'un procédé utilisé dans l'art antérieur pour liquéfier un gaz naturel est rappelé brièvement à la figure 1. Le procédé de liquéfaction comporte un cycle de pré-réfrigération qui permet de condenser partiellement les hydrocarbures les plus lourds contenus dans le gaz naturel et dans le mélange utilisé dans le cycle de réfrigération principal. Ces deux cycles utilisent un mélange de fluide comme agent réfrigérant qui en se vaporisant liquéfie le gaz naturel sous pression. Après vaporisation, le mélange est comprimé, condensé en échangeant de la chaleur avec le milieu ambiant, tel que de l'eau ou de l'air disponible et recyclé. Après l'étape de pré-réfrigération à la fin de laquelle les fractions les plus lourdes du gaz naturel ont condensé, le mélange diphasique est introduit dans une unité de séparation d'o sortent d'une part une fraction gazeuse appauvrie en hydrocarbures lourds, c'est-à-dire composée essentiellement de méthane et/ou d'azote et d'autre part une ou plusieurs coupes liquides de poids moléculaire supérieur. Ces coupes ou fractions liquides peuvent être rendues aussi étroites que nécessaire en les faisant passer dans une série de colonnes de fractionnement. La fraction gazeuse est envoyée vers une étape de réfrigération finale pour être liquéfiée. Il a été découvert, et c'est l'un des objets de la présente invention, qu'il est possible de réaliser la purification de la fraction gazeuse, c'est-à-dire d'éliminer les hydrocarbures lourds au cours de l'étape de pré-réfrigération et d'obtenir directement en sortie de cette étape une phase gazeuse ou fraction gazeuse riche en méthane et appauvrie en hydrocarbures lourds. La séparation des hydrocarbures lourds de la phase gazeuse s'effectue avantageusement par échange thermique et mise en contact de la phase gazeuse et des hydrocarbures condensés du fait de l'échange thermique. Le principe mis en oeuvre dans l'invention décrite ci-après consiste à réaliser la pré-réfrigération d'un gaz naturel en provoquant simultanément la condensation d'une fraction liquide d'hydrocarbures et la mise en contact de préférence à contre-courant des fractions liquides d'hydrocarbures avec le gaz. On optimise ainsi la séparation des constituants de la phase gazeuse, pour obtenir une phase riche en méthane et appauvrie en hydrocarbures lourds. La condensation des hydrocarbures et leur mise en contact, de préférence à contre-courant avec le gaz, sont avantageusement réalisées au cours d'une opération d'échange de chaleur indirect. Le principe du procédé est illustré sur la figure 2A et appliqué à titre d'exemple à un gaz naturel renfermant des hydrocarbures autres que le méthane et notamment des hydrocarbures en C3+. Le gaz à traiter est introduit dans une enceinte EC1, tel qu'un échangeur de chaleur, par le conduit 2 situé dans sa partie inférieure. Il circule à l'intérieur de l'échangeur dans un circuit principal permettant l'échange ou le transfert de matière entre le gaz à traiter circulant de manière ascendante, par exemple, et le ou les hydrocarbures condensés par réfrigération circulant à contre-courant de manière descendante. Simultanément, il est refroidi par un échange de chaleur indirect, par exemple à travers une paroi (figures 7, 8), par exemple par un mélange réfrigérant qui entre dans l'échangeur EC1 par le conduit 3 et après sous-refroidissement et détente à travers la vanne de détente V1O, revient dans l'échangeur par le conduit 4, est vaporisé progressivement en circulation descendante pour abaisser la température du gaz à traiter et ressort par le conduit 4' pour être comprimé dans le compresseur Ki refroidi et au moins partiellement condensé par échange de chaleur avec de l'eau ou de l'air de refroidissement dans l'échangeur Cl et recyclé vers l'échangeur EC1. La réfrigération du gaz naturel provoque la condensation des hydrocarbures lourds contenus dans le gaz. La ou les phases liquides hydrocarbures condensées descendent dans l'échangeur par gravité, à contre-courant du gaz traité qui s'appauvrit progressivement en propane, butane et hydrocarbures lourds du fait de l'échange de matière. Au contraire la phase liquide hydrocarbure condensée s'enrichit au fur et à mesure en constituants plus lourds. La phase gazeuse riche en méthane et appauvrie en propane, butane et hydrocarbures lourds est évacuée par un conduit 5 en tête d'échangeur, et envoyée vers une seconde étape de réfrigération ou étape de liquéfaction finale schématisée sur la figure 2A par la référence L2. La variation de température ou le gradient de température provoqué dans l'échangeur sont par exemple choisis en fonction de la nature du gaz et, de la quantité d'hydrocarbures condensés, tels que les GPL et la gazoline, à récupérer. De même, l'abaissement en température du gaz à traiter, est de préférence réalisé pour obtenir un gradient de température sur l'ensemble de l'échangeur. 7 2739916 Dans le cas de l'exemple illustré sur la figure 2A, les deux étapes de réfrigération sont réalisées au moyen de deux cycles de réfrigération indépendants. L'étape de liquéfaction finale s'effectue, par exemple de la manière suivante: le gaz naturel qui sort de l'échangeur ECI par le conduit 5 est envoyé dans I'échangeur E2 dans lequel il est liquéfié puis dans l'échangeur E3 dans lequel il est sous refroidi. Il ressort de l'échangeur E3 par le conduit 50 et il est détendu à travers la vanne de détente V100 pour former le GNL produit. La réfrigération dans les échangeurs E2 et E3 est assurée, par exemple, au moyen d'un mélange réfrigérant qui est comprimé au moyen du compresseur K2, refroidi au moyen d'eau ou d'air de refroidissement dans les échangeurs C2 et C3. Le mélange réfrigérant est envoyé dans l'échangeur EC1 par le conduit 100 et en ressort partiellement condensé par le conduit 101. Les phases liquide et vapeur sont séparées dans le séparateur de phases S100. Le mélange réfrigérant liquide issu du séparateur S100 est envoyé par le conduit 102 dans l'échangeur E2 dans lequel U est sous-refroidi, et détendu à travers la vanne de détente V300. Le mélange réfrigérant vapeur issu du séparateur S100 est envoyé par le conduit 103 dans l'échangeur E2 dans lequel il est liquéfié. Le mélange réfrigérant liquide ainsi obtenu est envoyé par le conduit 104 de l'échangeur E2 vers l'échangeur E3 dans lequel il est sous-refroidi avant d'être détendu à travers la vanne de détente V200 et ré-envoyé, après détente, par le conduit 105 dans l'échangeur E3. Sa vaporisation au moins partielle dans l'échangeur E3 permet d'assurer le sous- refroidissement du GNL avant détente et le sous-refroidissement du mélange réfrigérant. Il ressort de l'échangeur E3, pour être mélangé avec la fraction de mélange réfrigérant issu de l'échangeur E2 et détendu à travers la vanne de détente V300. Le mélange ainsi obtenu est vaporisé dans l'échangeur E2, en assurant la réfrigération requise du gaz naturel et du mélange réfrigérant, et ressort de l'échangeur E2 par le conduit 106, en phase vapeur, pour être envoyé au compresseur K2. Le cycle de réfrigération utilisé au cours de l'étape de prérefroidissement peut mettre en oeuvre différents agencements tout en restant dans le cadre de l'invention. La figure 2B montre un premier exemple d'agencement o le mélange réfrigérant utilisé au cours de l'étape de pré-refroidissement est condensé à l'aide d'eau ou d'air de refroidissement dans l'échangeur C1. Le mélange réfrigérant liquide ainsi obtenu est envoyé par le conduit 3 à l'échangeur EC1 dans lequel il est sous-refroidi. Il est détendu à des niveaux de pression de plus en plus bas à travers les vannes de détente V12, Vi1 et V10, les fractions vapeur obtenues après chaque vaporisation étant envoyées au compresseur K1 par les conduits 40,41 et 42. Le compresseur K1 est refroidi au moyen de l'échangeur C20 à l'aide d'eau ou d'air de refroidissement. Cet agencement permet de réduire la puissance de compression nécessaire, le taux de compression maximum du compresseur KI ne s'appliquant qu'à la fraction de mélange qui assure la réfrigération dans la zone de température la plus basse dans l'échangeur EC 1. L'abaissement de la température, selon un gradient donné dans l'échangeur EC, permet de condenser dans des zones distinctes les différentes fractions d'hydrocarbures contenues dans le gaz naturel, les fractions les plus lourdes étant recueillies en fond d'échangeur et les autres fractions pouvant être récupérées à des niveaux intermédiaire entre la tête et le fond de l'échangeur. Une telle variante de réalisation est décrite en relation avec la figure 3. Pour récupérer par exemple la fraction GPL, qui comprend le propane et les butanes (hydrocarbures à trois ou quatre atomes de carbone), et séparément la gazoline représentant la fraction C5+, l'échangeur ECI comporte au moins un moyen de récupération, par exemple un plateau 7 délimitant part exemple deux zones Z1 et Z2. Ce plateau communique avec le ou les circuits d'écoulement du gaz naturel de chacune des zones et avec un conduit d'évacuation 8 de la fraction hydrocarbure séparée et récupérée au niveau du plateau 7. Cette fraction d'hydrocarbures enrichie en propane et en butane correspond aux hydrocarbures ayant condensé dans la zone Z2. La phase hydrocarbure liquide non récupérée au niveau du plateau 7 est redistribuée dans la zone Zl afin de s'écouler de manière descendante vers le fond de l'échangeur. Ce dernier est par exemple muni d'un conduit 9 situé dans sa partie inférieure pour évacuer la fraction gazoline. L'échangeur peut être équipé de plusieurs plateaux de récupération distribués selon par exemple, la nature des coupes ou hydrocarbures à récupérer, leur volatilité et/ou de la température régnant à différents endroits de l'échangeur. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention les phases hydrocarbures liquides ainsi récupérées sont stabilisées selon des procédés décrits aux figures 4A, 4B et 4C, Un premier mode de réalisation non représenté consiste à utiliser un moyen de chauffage du volume liquide recueilli au fond, par exemple un rebouilleur B1 intégré non représenté sur les figures dans la partie inférieure de l'échangeur. En stabilisant la fraction de gazoline, on améliore notamment le rendement de production en méthane et éthane. Sur la figure 4A, le conduit d'évacuation 8 communiquant avec le plateau de récupération 7 des GPL condensés de la figure 3 est relié à un dispositif 10 permettant leur stabilisation. Le procédé de stabilisation complémentaire consiste à envoyer, dans le dispositif de stabilisation 10, la fraction de condensat comportant du méthane et de l'éthane en faible quantité et formé en majorité par une fraction GPL, récupérée au niveau du plateau 7. La fraction gazeuse riche en méthane et éthane produite lors de la stabilisation est évacuée par un conduit 11 et recyclée vers l'échangeur EC1 au niveau du plateau 7 pour être récupérée et mélangée avec le gaz à traiter. La fraction GPL stabilisée est évacuée en fond du dispositif de stabilisation au niveau du rebouilleur 13 par un conduit 12. Une telle manière de procéder permet avantageusement de stabiliser la fraction riche en GPL avant sa récupération par le producteur et d'augmenter ainsi le rendement de production en méthane et éthane. Sur la figure 4B, l'installation décrite à la figure 4A intègre un deuxième dispositif de stabilisation 14, de la gazoline évacuée par le conduit 9. Le schéma de fonctionnement est identique à celui décrit en relation avec la figure 4A, le condensat évacué par le conduit 9 comportant en majorité de la gazoline est envoyé dans le dispositif de stabilisation 14. La gazoline stabilisée, composée essentiellement de la fraction C5+ est évacuée par le conduit 16 au niveau du rebouilleur 17. La fraction gazeuse composée essentiellement de méthane, d'éthane, de propane et de butane est évacuée du dispositif par le conduit 15 pour être recyclée et remélangée avec le gaz à traiter arrivant par le conduit 2. Ces manières de procéder permettent avantageusement de stabiliser les fractions GPL et la fraction gazoline, avant leur récupération par le producteur et ainsi d'augmenter le rendement global du procédé. Il est également possible de réaliser à une pression plus basse la stabilisation des fractions de GPL et de la gazoline produits et séparés au cours du procédé. Pour cela, l'installation décrite à la figure 4C diffère de celle de la figure 4A par l'adjonction de deux vannes de détente V1 et V2 situées respectivement sur les conduits d'évacuation 8 et 9. Les fractions gazeuses issues des dispositifs de stabilisation 10 et 14, sont recomprimées au travers des moyens tels des compresseurs K1 et K2 avant d'être renvoyées par un conduit 16 vers le gaz à traiter au niveau de la conduite 2. La stabilisation des différentes fractions permet avantageusement d'augmenter le rendement de production de composées valorisables tels la fraction GPL et la gazoline et d'autre part de pouvoir les utiliser comme constituants d'un fluide réfrigérant dans le procédé de liquéfaction. Lorsque le gaz naturel est à une température supérieure à son point de rosée, il peut être avantageux de le refroidir jusqu'à une température proche de son point de rosée au cours d'une première étape de réfrigération avant de l'envoyer à l'échangeur EC1. On peut opérer par exemple selon l'agencement représenté sur la figure 5A. Une fraction du mélange réfrigérant est dans ce cas détendue jusqu'à un niveau de pression intermédiaire à travers la vanne de détente V30 et vaporisée pour assurer la réfrigération requise du gaz naturel. Le principe du procédé selon l'invention sera mieux compris en relation avec l'exemple 1 suivant décrit en relation avec la figure 5A ci-après et donné à titre non limitatif. Exemple 1: Par le conduit 2, on envoie à l'échangeur E 1 un gaz naturel qui est à la pression de 4 MPa et à la température de 35 C. La composition en fractions molaires du gaz naturel est la suivante: - Méthane: 87,3 % - Azote: 4,2 % - Ethane: 5,3 % - Propane: 1,8 % - Isobutane: 0,4 % - n-butane: 0,5 % - C5+: 0,5 % Le gaz naturel est refroidi jusqu'à - 15 C dans l'échangeur El. Il est alors envoyé dans l'échangeur EC1 par le conduit 3' d'o il ressort par le conduit 101 à -55 C. Une fraction liquide est soutirée en fond par le conduit 6 et une fraction intermédiaire plus riche en GPL est soutirée à -45 C par le conduit. Le gaz de tête, ainsi que les deux 1l fractions liquides soutirées, ont les compositions suivantes (en % molaires): Gaz de tête Uquide de fond Liquide de prélèvement intermédiaire Méthane 8930 2633 39,36 Azote 4.32 0.36 0,51 Ethane 4,96 9,39 1665 Propane 124 1209 21,74 Isobutane 0,10 6D,07 8,14 n-butane 0.06 1528 1320 Isopentane / 12,58 0,37 n- pentane / 10,30 / C6+ / 70 / Si l'on opérait selon l'art antérieur, en refroidissant le gaz jusqu'à 55 C, et en recueillant les phases gazeuse et liquide ainsi obtenues à l'issue d'une telle étape de réfrigération, la teneur en hydrocarbures lourds entraînés dans le gaz serait beaucoup plus élevée que dans le procédé selon l'invention. Par exemple, la teneur en isopentane serait de l'ordre de 100 ppm au lieu d'environ 1 ppm avec le procédé selon l'invention. On observe des écarts similaires pour les autres constituants lourds contenus dans le gaz La réfrigération des première et seconde étape de liquéfaction du gaz naturel peut être réalisée de manière indépendante ou dépendante selon des exemples donnés ci-après à titre uniquement illustratifs aux figures 5A, 5B et 5C. La figure 5A montre une variante de mise en oeuvre du procédé décrit précédemment à la figure 2A comprenant une étape de séparation intermédiaire et pour lequel, les deux étapes de réfrigérations du procédé sont effectuées avec des mélanges réfrigérants indépendants. Selon une autre variante de réalisation décrite à la figure 5B, on assure la pré- réfrigération du gaz dans l'échangeur EC 1 et celle de l'étape de liquéfaction finale produisant le Gaz Naturel ULiquéfié (ou GNL) avec un même mélange de réfrigérants. Le mélange réfrigérant circulant dans le cycle (K.1, C1) est envoyé dans un séparateur F dans lequel il est séparé en une fraction vapeur contenant les fractions légères du mélange et en une fraction liquide contenant les fractions lourdes. Les fractions lourdes, condensées par réfrigération à l'aide par exemple d'eau ou d'air de refroidissement, sont évacuées en fond du séparateur F et envoyées par les conduits 51 et 3 vers l'échangeur ECI, pour former un premier fluide réfrigérant, après passage par exemple dans l'échangeur El. En circulant dans l'échangeur EC1, ce premier fluide assure la pré-réfrigération du gaz selon le procédé décrit par exemple à la figure 2A afin d'obtenir en tête d'échangeur un gaz épuré en majorité des hydrocarbures lourds et riche en méthane. Ce gaz est ensuite envoyé vers l'étape de liquéfaction finale. Les fractions légères, issues du séparateur F par le conduit 52 et formant un second fluide réfrigérant sont envoyées par l'intermédiaire du conduit 100 dans l'échangeur EC1. Ce second fluide est au moins en partie condensé dans l'échangeur par échange thermique avec le premier fluide constitué des fractions lourdes précédemment décrit. Ce second fluide est ensuite envoyé par le conduit 101 vers l'étape de liquéfaction finale pour obtenir le Gaz Naturel Liquéfié (ou GNL). Après échange thermique dans le train deliquéfaction finale L2, le second fluide est envoyé par le conduit 4' de l'échangeur E2 du cycle de liquéfaction finale vers le conduit 4, pour être mélangé au premier fluide avant d'être renvoyé vers le cycle (K 1, Cl1) par le conduit 4', après passage dans l'échangeur EC1. La figure 5C décrit un autre mode de réalisation selon l'invention dans lequel la pré-réfrigération du gaz est assurée au moins en partie par recyclage d'une fraction du gaz épuré des constituants lourds, ainsi que par un premier mélange réfrigérant tel que décrit à la figure 2A. Pour cela, le gaz épuré des fractions lourdes est envoyé par le conduit 5 vers l'étape de liquéfaction finale L2 o il est tout d'abord détendu dans une turbine T1 selon un procédé par exemple décrit de façon détaillée dans la demande FR 94/02 024 du demandeur avant d'être envoyée dans un séparateur F2. La fraction vapeur obtenue est envoyée par un conduit 53 vers un conduit 54 d'introduction dans l'échangeur EC1. La fraction liquide issue en fond du séparateur F2 par le conduit 56 est détendue dans une ou plusieurs turbines T6 avant d'être envoyée dans un second séparateur F3. A la sortie du séparateur F3, on obtient le GNL produit qui est envoyé par le conduit 57, et une fraction vapeur évacuée par le conduit 55 vers un dispositif de compression K4. Cette fraction vapeur recomprimée est ensuite envoyée vers le conduit 53 pour être mélangée avec la première fraction. Le mélange des deux fractions est ensuite introduit en tête de l'échangeur ECI par le conduit 54. Il ressort en fond d'échangeur EC1, après s'être réchauffé et avoir ainsi assuré une partie de la pré- réfrigération du gaz naturel. Il est envoyé par le conduit 57, par exemple, dans l'échangeur E1 o il est utilisé comme agent de réfrigération, et envoyé de cet échangeur par le conduit 59 vers le compresseur K3 avant d'être refroidi dans un condenseur. En sortie de condenseur il est envoyé par le conduit 58 pour être recyclé avec le gaz à traiter. Dans certains cas, l'étanchéité des circuits de réfrigération se révèle imparfaite, par exemple lorsque les dispositifs de compression utilisés ne sont pas complètement étanches. Il s'avère alors nécessaire de compenser ces pertes de mélange, par exemple en effectuant un appoint de mélange réfrigérant. Avantageusement cet appoint est réalisé en utilisant au moins en partie les coupes d'hydrocarbures fractionnées et récupérées selon le procédé décrit à la figure 3, par exemple. Ces coupes peuvent être avantageusement stabilisées avant leur utilisation comme constituants d'un mélange de réfrigérants par exemple dans l'étape de pré- réfrigération et/ou dans une autre étape du procédé de liquéfaction. Dans certains cas, il est aussi intéressant d'effectuer sur le gaz naturel un traitement autre que le fractionnement en opérant par exemple selon le mode de réalisation décrit sur la figure 6A. Par injection d'un solvant en quantité déterminée, on réalise la déshydratation du gaz naturel en même temps que son fractionnement. Pour cela, le dispositif de la figure 2A est muni d'au moins un conduit d'introduction 20 situé de préférence au niveau de la tête de l'échangeur. A l'intérieur de l'échangeur, le gaz est simultanément - contacté de préférence à contre-courant et de manière continue avec la phase liquide comportant le solvant circulant dans un sens descendant, et - refroidi par un échange de chaleur indirect selon un des procédés décrits précédemment. Cette réfrigération provoque la condensation des hydrocarbures lourds contenus dans le gaz et d'une partie de l'eau de saturation du gaz. Ces deux phases liquides condensées circulent dans le dispositif d'une manière descendante par gravité, à contre-courant du gaz traité qui s'appauvrit progressivement en composés lourds (C3+ et supérieurs), du fait de l'échange de matière entre la phase gazeuse et les hydrocarbures liquides. La phase liquide hydrocarbure condensée s'enrichit au fur et à mesure en constituants plus lourds en descendant et la phase aqueuse condensée riche en solvant en tète de l'échangeur s'appauvrit en solvant par contact avec le gaz. Après décantation, la phase aqueuse est évacuée par le conduit 7 et la phase hydrocarbure liquide par le conduit 9. Ces deux phases sont par exemple ensuite traitées séparément en fonction de leur utilisation ou de leur mode de transport, ou encore des spécifications données par le producteur ou le consommateur. Le solvant vaporisé et entraîné dons la phase gazeuse permet d'éviter les problèmes de formation d'hydrates liés au refroidissement. On utilise un solvant au moins partiellement miscible avec l'eau. De préférence, il possède une température d'ébullition inférieure à celle de l'eau ou forme avec l'eau un azéotrope dont la température d'ébullition est inférieure à celle de l'eau de manière à pouvoir être entraîné par le gaz non condensé. Ce solvant est par exemple un alcool et de préférence le méthanol. Il peut aussi être choisi parmi les solvants suivants: méthylpropyléther, éthylpropyléther, dipropyléther, méthyltertiobutyléther, dimethoxyméthane, diméthoxyéthane, éthanol, méthoxyéthanol, propanol ou encore être choisis dans différentes classes de solvants tels que par exemple les amines ou les cétones ou encore un mélange formé à partir d'un ou plusieurs de ces produits. La quantité de solvant à injecter est habituellement ajustée en fonction de la température, de la pression et/ou de la composition du gaz afin d'éviter la formation d'hydrates et de formation de cristaux de glace dus à la présence de l'eau. Ainsi, par exemple, le rapport en moles du débit de solvant sur le débit du gaz traité est compris entre 1/1000 et 1/10. Avantageusement, on optimise le procédé de traitement en adaptant la quantité de solvant injecté en fonction d'un paramètre relatif au gaz, par exemple sa température et/ou sa variation de température et/ou de sa composition et/ou de sa pression et/ou des conditions opératoires. Pour cela on tient compte, par exemple, des valeurs de température et/ou du gradient de température mesurées par les capteurs de température situés au niveau de l'échangeur. De préférence, on tient compte aussi des opérations effectuées ensuite sur le gaz traité issu de l'enceinte. Par circulation à contre-courant, le gaz entraîne le solvant contenu dans les phases liquides qui descendent par gravité. Ces phases liquides sont recueillies en fond, substantiellement épurées de solvant. Le solvant injecté en tête est donc principalement évacué dans la phase gazeuse sortant en tète. La quantité de solvant injecté peut être ainsi ajustée afin d'obtenir le niveau de concentration dans cette phase gazeuse requis pour éviter la formation d'hydrates, compte-tenu des conditions de température et de pression. Le solvant injecté en tête n'est pas nécessairement pur et peut être, par exemple, mélangé avec de l'eau, à condition toutefois que la concentration de solvant en phase aqueuse permette d'éviter la formation d'hydrates. L'injection d'un solvant par le conduit 20, permet également d'éliminer des constituants autres que l'eau. On peut éliminer, par exemple, des hydrocarbures aromatiques indésirables susceptibles de cristalliser en envoyant un solvant qui les élimine sélectivement. Le solvant peut être dans ce cas par exemple un solvant polaire tel que par exemple un éther, un alcool, ou une cétone. Pour éliminer des hydrocarbures présents dans le gaz, on peut également envoyer par le conduit 20 un solvant formé par une coupe d'hydrocarbures. Ceci permet notamment d'éliminer les hydrocarbures lourds présents dans le gaz lorsque celui-ci est à une pression élevée supérieure à la valeur du cricondenbar, la condensation par réfrigération étant dans ce cas très difficile à réaliser voire impossible. La figure 6B décrit un mode de réalisation permettant l'injection d'un agent de séparation, par exemple un solvant par le conduit 20. Le gaz est réfrigéré initialement dans un échangeur El avant d'être envoyé dans l'échangeur EC 1. Le conduit 20 d'injection de l'agent séparateur est situé sur la figure en tête d'échangeur mais peut aussi sans sortir du cadre de l'invention être positionné à n'importe quel niveau de l'échangeur EC 1. Les figures 6C et 6D décrivent deux autres modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention o la réfrigération au moins dans une étape du cycle de liquéfaction est effectuée à l'aide d'un agent de réfrigération obtenu en mettant en oeuvre au moins deux étapes du procédé selon l'invention. Pour liquéfier et sous-refroidir le gaz naturel dans les échangeurs E2 et E3, il est possible d'utiliser un mélange réfrigérant liquide selon le procédé décrit aux figures 2B et 5B, qui en se vaporisant permet de réaliser la réfrigération nécessaire. Pour réaliser la réfrigération aux températures les plus basses requises au cours du procédé, dans l'échangeur E3 par exemple, il est nécessaire de disposer d'une fraction de mélange réfrigérant liquide enrichie en constituants légers par rapport au mélange initial. Avantageusement, on obtient ce mélange réfrigérant liquide enrichi à partir du mélange initial vapeur formé au moins en partie d'un mélange d'hydrocarbures en réalisant au moins les deux étapes du procédé selon l'invention suivantes: - au cours d'une première étape, on refroidit le mélange initial gazeux sous pression de façon à le condenser au moins partiellement pour produire une phase gazeuse enrichie en hydrocarbures lourds et une phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers et, simultanément, on réalise la mise en contact au moins en partie à contre- courant de chacune de ces phases pour obtenir par transfert de matière une phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers et une première phase liquide enrichie en hydrocarbures lourds, et - on sépare les deux phases ainsi obtenues et on envoie la phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers vers une seconde étape de réfrigération pour obtenir une deuxième phase liquide enrichie en hydrocarbures légers. La figure 6C décrit un premier exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention au cours duquel le gaz naturel est réfrigéré au moyen de deux cycles de réfrigération indépendants. Le mélange réfrigérant utilise au cours de la deuxième étape de réfrigération est constitué de méthane, d'éthane, de propane et d'azote et envoyé sous pression en phase vapeur par le conduit 100 dans l'échangeur EC1 o il est refroidi et partiellement condensé. La phase liquide ainsi obtenue descend par gravité et est simultanément contactée à contre-courant par la phase gazeuse qui circule selon un sens ascendant. En fond de dispositif EC1, on recueille par le conduit 206 une première fraction liquide enrichie en propane. Cette fraction liquide est ensuite réfrigérée dans l'échangeur EC1 et envoyée par le conduit 204 dans l'échangeur E2 o elle est refroidie, détendue et vaporisée pour assurer la réfrigération requise dans l'échangeur E2. En tête de l'échangeur El. on recueille par le conduit 205 une fraction vapeur enrichie en méthane et en azote qui est envoyée ensuite dans l'échangeur E2 dans lequel elle est liquéfiée en formant une deuxième fraction liquide. Cette deuxième fraction liquide est sous-refroidie dans l'échangeur E3, détendue et vaporisée pour assurer la réfrigération requise dans l'échangeur E3. Le gaz naturel arrivant par le conduit 2 est refroidi au cours d'une première étape dans l'échangeur EC1. A l'issu de cette première étape de réfrigération. une première fraction liquide est évacuée par le conduit 8. La fraction gazeuse produite lors de cette première étape et sortant de l'échangeur EC1 par le conduit 5 est envoyée vers les échangeurs E2 et E3. Elle ressort liquéfiée de l'échangeur E3 par le conduit 50 et après détente à travers la vanne V100, forme le GNL produit. 17 2739916 La réfrigération au cours de la première étape est assurée par exemple par un cycle de réfrigération opérant avec un mélange de fluides analogue à celui décrit à la figure 2B. La figure 6D schématise un exemple de mise en oeuvre selon l'invention o la réfrigération du gaz naturel est assurée par un cycle de réfrigération unique. Le mélange réfrigérant constitué de méthane, d'éthane, de propane, de butane, de pentane et d'azote est envoyé sous pression en phase vapeur dans le condenseur Cl d'o il ressort partiellement condensé. Les deux phases ainsi produites sont séparées dans le séparateur S200. La fraction liquide issue en fond du séparateur est ensuite envoyée par le conduit 3 dans l'échangeur EC1 o elle est sous-refroidie, puis détendue et vaporisée pour assurer la réfrigération requise dans l'échangeur EC 1. La fraction vapeur issue en tête de séparateur S200 est envoyée par le conduit 207 *vers l'échangeur EC1. En fond de l'échangeur EC1, on recueille une fraction liquide appauvrie en méthane et en azote qui est envoyée à l'échangeur E2 par le conduit 5, dans lequel elle est sous-refroidie, puis détendue et vaporisée pour assurer la réfrigération requise dans l'échangeur E2. En tête d'échangeur EC 1, on recueille une fraction vapeur enrichie en méthane et en azote qui est envoyée à l'échangeur E2 dans lequel elle est liquéfiée. Elle est ensuite sous-refroidie dans l'échangeur E3, puis détendue et vaporisée pour produire la réfrigération requise dans l'échangeur E3. Différentes technologies, connues de l'homme de métier, peuvent être employées pour réaliser l'échangeur, et les moyens ou dispositifs associés, parmi lesquelles certaines sont décrites ci-après à titre d'exemples non limitatifs. L'échangeur EC1 est par exemple un échangeur de type tubes et calandre tel que celui qui est schématisé sur la figure 7. Le gaz à traiter arrivant par le conduit 2, circule dans un sens ascendant à l'intérieur de tubes verticaux 30. Ces tubes sont de préférence pourvus d'un garnissage, par exemple un garnissage structuré permettant d'améliorer le contact entre le gaz qui monte et les fractions liquides qui descendent. Le gaz traité est évacué en tête par le conduit 5. Pour les dispositifs réalisant simultanément la déshydratation du gaz et son fractionnement, le solvant introduit par le conduit 20 (figure 6A) est envoyé dans les différents tubes 30 par une rampe d'alimentation 31 et un plateau de distribution 32. La phase hydrocarbure liquide, stabilisée par chauffage à l'aide d'un rebouilleur B2 situé dans la partie inférieure de l'échangeur EC1, par exemple, est évacuée sous contrôle de niveau, par le conduit 9. et la phase aqueuse est évacuée sous contrôle de niveau par le conduit 6. La réfrigération est assurée par un fluide caloporteur introduit dans l'échangeur par le conduit 33 et évacué après échange thermique par le conduit 34. Selon une autre technologie, l'échangeur EC1 est un échangeur à plaques, par exemple en aluminium brasé, tel que celui qui est schématisé sur la figure 8. Un tel échangeur est constitué par un assemblage de plaques planes 35 entre lesquelles se trouvent des plaques intercalaires ondulées 36 qui permettent de maintenir mécaniquement l'assemblage et d'améliorer le transfert thermique. Ces plaques délimitent des canaux 37 dans lesquels circulent les fluides participant au cours du procédé à l'échange thermique. Le gaz à traiter introduit dans l'échangeur par le conduit 2 circule dans les canaux 37 dans une direction ascendante en étant refroidi au fur et à mesure par le fluide caloporteur. Les plaques intercalaires ondulées 36, jouant le rôle d'un garnissage structuré, favorisent le contact entre le gaz qui monte et les fractions liquides qui descendent. Le solvant envoyé par le conduit 20, dans le cas des procédés simuitanés de déshydratation et de fractionnement, est distribué uniformément au dessus des canaux 37 dans lesquels circule le gaz à traiter. Le fluide de réfrigération est introduit dans l'échangeur au niveau de sa partie supérieure par le conduit 38 qui arrive sensiblement perpendiculairement au plan de la coupe représentée sur la figure 8 dans une enceinte d'alimentation des canaux non représentée sur la figure. Il est évacué après échange thermique par le conduit 39 qui ressort perpendiculairement au plan de la coupe représentée sur la figure 8, le conduit étant relié à une enceinte d'évacuation des canaux non représentée sur la figure. Les enceintes d'alimentation et d'évacuation sont des dispositifs connus de l'homme de métier permettant le passage des fluides circulant dans chacun des canaux dans le conduit d'évacuation et inversement de distribuer le fluide provenant d'un conduit dans les différents canaux. La phase hydrocarbure liquide, éventuellement stabilisée par le rebouilleur B3, est évacuée sous contrôle de niveau (LC. V) par le conduit 9 et la phase aqueuse est évacuée sous contrôle de niveau par le conduit 6. D'autres types d'échangeurs à plaques peuvent être également utilisés, par exemple des échangeurs à plaques en acier inoxydables soudées entre elles, soit bord à bord, soit sur toute leur surface par une technique de soudage par diffusion. Il est bien entendu que sans sortir du cadre de l'invention, l'homme de métier fera appel à toutes les techniques connues et disponibles pour améliorer le contact entre les phases et/ou la distribution des fluides. La figure 9 schématise un exemple de réalisation d'un plateau permettant de prélever des phases en fonction de leur nature selon un procédé décrit à la figure 3, par exemple. Le plateau 7 comporte des cheminées 40 permettant au gaz de remonter vers la partie supérieure de l'échangeur. La phase liquide qui est recueillie sur ce plateau peut être évacuée par le conduit 8 avec un débit contrôlé, mais peut également s'écouler par débordement vers la partie inférieure de l'échangeur. Il est ainsi possible de ne recueillir qu'une fraction de la phase liquide arrivant de la partie supérieure de l'échangeur. Si deux phases liquides sont prélevées sur le plateau, par exemple une phase hydrocarbure liquide et une phase aqueuse, il est possible de les évacuer au moins en partie séparément. La phase aqueuse qui est plus lourde tend à s'accumuler au fond du plateau et il est possible de l'évacuer par exemple à travers des perforations 41 aménagées dans le plateau. Tout autre mode d'évacuation de l'une ou l'autre des phases connu de l'homme de l'art pourra être utilisé pour sons sortir du cadre de l'invention. L'installation de liquéfaction peut comporter des échangeurs à plaques différents. On peut opérer par exemple à l'aide du dispositif schématisé sur la figure 10, dans lequel l'étape de pré-réfrigération est assurée au moyen d'un échangeur à plaques en aluminium brasé comportant un prélèvement de fraction liquide en fond par le conduit 6 et un prélèvement de fraction liquide intermédiaire par le conduit 8 et dans lequel les étapes finales de liquéfaction et sous-refroidissement sont assurées dans des échangeurs à plaques en acier inoxydable. REVENDICATIONS 1 - Procédé de liquéfaction d'un fluide formé au moins en partie d'un mélange d'hydrocarbures caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: - on refroidit ledit mélange sous pression de façon à le condenser au moins partiellement pour produire une phase liquide et une phase gazeuse et, simultanément on réalise la mise en contact au moins en partie à contre-courant, d'une fraction au moins desdites phases pour obtenir par transfert de matière une phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers et une première phase liquide enrichie en hydrocarbures lourds, - on sépare les deux phases ainsi obtenues et on envoie la phase gazeuse enrichie en hydrocarbures légers à une seconde étape de réfrigération pour obtenir une deuxième phase liquide enrichie en hydrocarbures légers. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape de pré- réfrigération, on met en contact la phase gazeuse ascendante avec une fraction hydrocarbure liquide descendante. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la réfrigération opérée au cours de l'étape de pré-réfrigération est assurée par un échange de chaleur au moins en partie continu et à contre-courant sur au moins une partie de la zone de contact. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au cours de I'étape de pré-réfrigération on sépare au moins deux fractions liquides différentes à des niveaux différents. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape de pré- réfrigération et l'étape finale de liquéfaction sont réalisées au moyen de deux cycles de réfrigération différents opérant chacun avec un mélange réfrigérant. 6 - Procédé de liquéfaction selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape de pré-réfrigération et l'étape finale de liquéfaction sont réfrigérées au moyen d'un cycle de réfrigération unique opérant avec un mélange réfrigérant. 7 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de pré-réfrigération est opérée en présence d'un solvant. 8 - Procédé de liquéfaction d'un gaz naturel selon l'une des revendications de 1 à 7. 9 - Procédé de liquéfaction d'un gaz naturel selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la réfrigération nécessaire pour liquéfier le gaz naturel est obtenue au moins en partie par vaporisation d'au moins une fraction liquide d'un mélange d'hydrocarbures résultant d'une étape de liquéfaction selon le procédé. - Installation pour la liquéfaction d'un fluide formé au moins en partie d'un mélange d'hydrocarbures, comprenant au moins un dispositif de préréfrigération comportant: - un circuit de réfrigération permettant de condenser par échange thermique au moins une partie des hydrocarbures lourds contenus dans le gaz pour obtenir une fraction hydrocarbure liquide, - au moins un conduit d'introduction (2) dudit gaz à traiter, reliée à au moins un circuit principal permettant la mise en contact direct de la phase gazeuse et de ladite fraction hydrocarbure liquide, I'échange thermique entre ledit circuit de réfrigération et ledit circuit principal de mise en contact, et le contact direct de ladite phase gazeuse et de la fraction liquide hydrocarbure permettant d'obtenir une phase gazeuse riche en méthane et appauvrie en hydrocarbures lourds, - au moins un premier conduit (5) d'évacuation de ladite phase gazeuse riche en méthane vers une seconde étape de réfrigération à l'issue de laquelle ledit fluide est liquéfié et au moins un second conduit d'évacuation de la phase liquide. 11 - Installation de liquéfaction selon la revendication 10 caractérisé en ce que ledit dispositif de réfrigération comporte au moins un moyen de prélèvement (7, 8) desdites fractions hydrocarbures liquides. 12 - Installation de liquéfaction selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens de stabilisation desdites fractions hydrocarbures liquides condensées, lesdits moyens de stabilisation étant reliés audit moyen de prélèvement. 13 - Installation selon rl'une des revendications 10 à 12 caractérisée en ce que ledit dispositif de pré-réfrigération comporte au moins un moyen d'injection permettant l'injection d'au moins un fluide autre que le gaz. 14 - Installation selon l'une des revendications 10 à 13. caractérisée en ce que le dispositif de pré-réfrigération comporte un échangeur à plaques vertical dans lequel est effectué 22 2739916 le contact entre le gaz à traiter en circulation ascendante et une fraction liquide descendant par gravité. - Installation selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de pré-réfrigération comprenant un échangeur à plaques en aluminium brasé et un dispositif de liquéfaction finale comprenant un échangeur à plaques en acier inoxydable.