Brevet FR2848651A1 — publié le 20040618

L'invention concerne de façon générale l'application d'une réfrigération à un fluide, et elle est utilisée de façon particulièrement avantageuse en association avec le fonctionnement d'une installation de séparation cryogénique de l'air pour la production de gaz industriel liquéfié. La production de gaz industriel liquéfié tel que de l'azote liquide est très coteuse. Des liquéfacteurs anciens utilisaient une réfrigération mécanique de fluide unique pour produire un pré-refroidissement aux 10 températures plus élevées avec un turbodétendeur pour produire une réfrigération à des niveaux de température plus bas. Les unités mécaniques produisaient la réfrigération à une température fixe. On a introduit ensuite des cycles de liquéfacteurs à turbines doubles 15 éliminant le pré-refroidisseur. Compte tenu de la demande continuelle portant sur des gaz industriels refroidis ou liquéfiés, tout perfectionnement des systèmes pour la production de gaz industriels refroidis ou liquéfiés serait très souhaitable. 20 Un objet de l'invention est donc de proposer un système perfectionné pour la production de gaz industriels refroidis ou liquéfiés. L'objet ci-dessus et d'autres objets sont réalisés conformément à l'invention dont un aspect porte sur un 25 procédé pour l'application d'un réfrigération à un fluide comprenant: (A) la compression d'un frigorigène à constituants multiples, la condensation du frigorigène à constituants multiples comprimé, la détente du frigorigène à 30 constituants multiples condensé, et le réchauffement du frigorigène à constituants multiples détendu par échange indirect de chaleur avec le frigorigène à constituants multiples comprimé et en condensation; (B) la compression d'un fluide, le refroidissement 35 d'une première portion du fluide comprimé par échange indirect de chaleur avec le frigorigène à constituants multiples, détendu et en réchauffement, et la turbodétente de la première portion refroidie du fluide pour générer une réfrigération; et (C) le réchauffement de la première portion du fluide 5 supportant la réfrigération par échange indirect de chaleur avec une seconde portion du fluide comprimé pour fournir une réfrigération à la seconde portion du fluide. Un autre aspect de l'invention porte sur un appareil pour appliquer une réfrigération à un fluide, comportant (A) un circuit de frigorigène à constituants multiples comportant un compresseur, un dispositif de détente, un moyen comprenant au moins un passage d'échangeur de chaleur de refroidissement pour faire passer le frigorigène à constituants multiples comprimé du 15 compresseur au dispositif de détente, et un moyen comprenant au moins un passage à échangeur de chaleur de réchauffement pour faire passer du fluide frigorigène à constituants multiples du dispositif de détente au compresseur; (B) un turbodétendeur, un échangeur de chaleur de produit, un moyen pour faire passer une première portion de fluide en relation d'échange indirect de chaleur avec le passage à échangeur de chaleur de réchauffement et, ensuite, vers le turbodétendeur, et un moyen pour faire 25 passer une seconde portion de fluide vers l'échangeur de chaleur de produit; et (C) un moyen pour faire passer la première portion de fluide du turbodétendeur à l'échangeur de chaleur du produit, et un moyen pour soutirer une seconde portion de 30 fluide réfrigéré de l'échangeur de chaleur de produit. L'expression "appliquer une réfrigération" telle qu'utilisée ici signifie un refroidissement rapide et/ou une liquéfaction. Les termes "turbodétente" et "turbodétendeur" tels 35 qu'utilisés ici désignent respectivement un procédé et un appareil pour l'écoulement d'un fluide à haute pression à travers une turbine afin d'abaisser la pression et la température du fluide, générant ainsi une réfrigération. Le terme "détente" tel qu'utilisé ici désigne un effet d'abaissement de la pression. L'expression "dispositif de détente" telle qu'utilisée ici désigne un appareil destiné à effectuer la détente d'un fluide. Le terme "compresseur" tel qu'utilisé ici désigne un appareil destiné à effectuer une compression d'un fluide. L'expression "frigorigène à constituants multiples" telle qu'utilisée ici désigne un fluide comportant deux ou plus de deux espèces et capable de générer une réfrigération. Le terme "réfrigération" tel qu'utilisé ici signifie 15 l'aptitude à rejeter de la chaleur à partir d'un système à température inférieure à la température ambiante. Le terme "frigorigène" tel qu'utilisé ici désigne un fluide qui, dans un processus de réfrigération, subit des variations de température, de pression et, le cas échéant, 20 de phase pour absorber de la chaleur à une température inférieure et la rejeter à une température supérieure. L'expression "frigorigène à charge variable" telle qu'utilisée ici désigne un mélange de deux ou plus de deux constituants en des proportions telles que la phase liquide 25 de ces constituants subit une variation de température continue et croissante entre le point de bulle et le point de rosée du mélange. Le point de bulle du mélange est la température, à une pression donnée, à laquelle le mélange est entièrement en phase liquide, mais un apport de chaleur 30 amorce la formation d'une phase vapeur en équilibre avec la phase liquide. Le point de rosée du mélange est la température à laquelle, à une pression donnée, le mélange est entièrement en phase vapeur, mais une extraction de chaleur amorce la formation d'une phase liquide en 35 équilibre avec la phase vapeur. Par conséquent, la région de température entre le point de bulle et le point de rosée du mélange est la région dans laquelle les deux phases liquide et vapeur coexistent en équilibre. Dans la pratique préférée de l'invention, les différences de température entre le point de bulle et le point de rosée pour un 5 frigorigène à charge variable sont généralement d'au moins 100C, avantageusement d'au moins 20OC et lé plus avantageusement d'au moins 500C. L'expression "échange indirect de chaleur" telle qu'utilisée ici signifie le fait d'amener deux fluides en 10 relation d'échange de chaleur sans contact ou mélange mutuel physique quelconque des fluides entre eux. Le terme "sous-refroidissement" tel qu'utilisé ici signifie le refroidissement d'un liquide à une température inférieure à la température de saturation de ce liquide 15 pour la pression existante. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une 20 forme appréciée de réalisation du système de liquéfaction/refroidissement cryogénique selon l'invention et la figure 2 est une représentation d'une forme appréciée de réalisation du circuit de frigorigène à 25 constituants multiples qui peut être utilisé dans la mise en pratique de l'invention. En référence à présent à la figure 1, un fluide 59 qui doit être refroidi et/ou liquéfié est combiné avec un courant 58, qui sera décrit plus complètement ci-dessous, 30 pour former un courant de fluide 50. Le fluide dans le courant 50 qui doit être refroidi et/ou liquéfié peut être tout fluide approprié tel que de l'azote, de l'oxygène, de l'argon, de l'hydrogène, du gaz carbonique et du méthane à l'état gazeux, ainsi que des mélanges contenant un ou 35 plusieurs de ces gaz tels que l'air et le gaz naturel. Un fluide particulièrement apprécié pour un traitement dans la mise en pratique de l'invention est de l'azote gazeux extrait d'une installation de séparation cryogénique de l'air. Le courant 50 de fluide est amené à un compresseur 200 5 de recyclage dans lequel il est comprimé à une pression généralement comprise dans la plage de 1750 à 3500 kPa en valeur absolue. Le fluide comprimé résultant 12 est refroidi en étant débarrassé de la chaleur de compression dans un refroidisseur 210 et le fluide comprimé résultant 10 13 est divisé en une première partie 20 et une seconde partie 30. La première partie 20 est davantage comprimée dans un surcompresseur chaud 220 à une pression généralement comprise dans la plage de 2800 à 5600 kPa en valeur absolue. La première partie surcomprimée 22 est 15 refroidie en étant débarrassée de la chaleur de compression dans un refroidisseur 230 pour former une première partie surcomprimée 23. La seconde partie 30 est davantage comprimée dans un surcompresseur froid 240 à une pression généralement comprise dans la plage de 3500 à 5600 kPa en 20 valeur absolue. La seconde partie surcomprimée 32 est refroidie en étant débarrassée de la chaleur de compression dans un refroidisseur 250 pour former une seconde partie surcomprimée 33 qui est combinée avec la première partie surcomprimée 23 pour former un fluide comprimé 40. Le fluide comprimé 40 est divisé en une première portion 1 et une seconde portion 41. En général, la première portion 1 est constituée de 5 à 20 % du fluide comprimé 40. La première portion de fluide 1 est refroidie par échange indirect de chaleur avec un frigorigène à 30 constituants multiples en réchauffement comme décrit plus complètement ci-dessous. Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, ceci est représenté sous une forme schématique par un élément 500. Après l'échange de chaleur avec le fluide frigorigène à 35 constituants multiples en réchauffement, la première portion refroidie de fluide 2 est turbodétendue pour générer une réfrigération. La seconde portion 41 du fluide comprimé 40 est amenée à un échangeur de chaleur de produit. Dans la forme de 5 réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, l'échangeur de chaleur de produit comprend des sections 260, 270 et 280 d'échangeur de chaleur dans lesquelles la section 260 est une section chaude de l'échangeur de chaleur et la section 280 est une section froide de 10 l'échangeur de chaleur. La seconde portion 41 est refroidie en passant à travers la section 260 de l'échangeur de chaleur dont elle émerge sous la forme d'une seconde portion de fluide refroidi 42. Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, une troisième 15 portion 43 du fluide comprimé est dérivée de la deuxième portion 42 et une seconde portion restante 45 est amenée à passer pour être davantage refroidie dans la section 270 de l'échangeur de chaleur. La troisième portion 43 est dirigée en tant que 20 courant 3 pour un refroidissement par échange indirect de chaleur avec du frigorigène à constituants multiples en réchauffement comme décrit plus complètement cidessous. Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, cet échangeur de chaleur est représenté sous 25 une forme schématique par un élément 510 duquel la troisième portion de fluide refroidie émerge sous la forme d'un courant 4. La première portion refroidie 2 présente habituellement une température dans la plage de 200 à 275K, et la troisième portion refroidie 4 a une température qui 30 est inférieure à celle de la première portion refroidie 2 et généralement comprise dans la plage de 150 à 200K. Si cela est souhaité, une partie du courant 43 peut ne pas être utilisée pour former le courant 3 mais peut plutôt être combiné, comme montré sur la figure 1, avec une 35 première portion de fluide refroidie 2 pour être amenée sous la forme d'un courant 44 à un turbodétendeur chaud 290. l'intérieur du turbodétendeur chaud 290, la première portion refroidie est turbodétendue pour générer une réfrigération, cette portion en émergeant sous la forme d'une première portion de fluide 51 supportant une 5 réfrigération. Comme montré sur la figure 1, le turbodétendeur chaud 290 sert avantageusement à entraîner le surcompresseur chaud 220. L'autre seconde portion refroidie du fluide comprimé émerge de la section 270 de l'échangeur de chaleur sous la 10 forme d'un courant 46 et est amenée pour subir encore un autre refroidissement à la section 280 de l'échangeur de chaleur. Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, une partie du courant 46 est dérivée sous la forme d'un courant 48 et combinée avec la 15 troisième portion refroidie 4 pour former un courant 49 qui est conduit à un turbodétendeur froid 300. l'intérieur du turbodétendeur froid 300, la troisième portion refroidie est turbodétendue pour générer une réfrigération, dont elle émerge sous la forme d'une troisième portion de fluide 52 20 supportant une réfrigération. Comme montré sur la figure 1, le turbodétendeur froid 300 sert avantageusement à entraîner le surcompresseur froid 240. Un courant 53 de fluide sert de courant d'alimentation pour le fluide devant être traité par la mise en pratique 25 de l'invention. Une source particulièrement appréciée du courant 53 est une installation de séparation cryogénique de l'air dans laquelle le courant 53 comprend de l'azote gazeux. Le courant 53 est combiné avec le courant 52 supportant une réfrigération pour former un courant 54 qui 30 est réchauffé dans la section 280 de l'échangeur de chaleur par échange indirect de chaleur avec la seconde portion de fluide en refroidissement comme décrit plus complètement ci-dessous. Le courant résultant 55 est soutiré de la section 280 de l'échangeur de chaleur et est combiné à la 35 première portion de fluide 51 supportant la réfrigération pour former un courant 56 qui est conduit à la section 270 de l'échangeur de chaleur de produit dans laquelle il est réchauffé par échange indirect de chaleur avec la seconde portion de fluide en refroidissement, précitée. Dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 5 1, la première portion de fluide turbodétendue 51 est amenée à l'échangeur de chaleur de produit entre la section froide 280 de l'échangeur de chaleur et la section chaude 260 de l'échangeur de chaleur. Le courant résultant 57 est soutiré de la section 270 de l'échangeur de chaleur, 10 davantage réchauffé par échange indirect de chaleur dans la section 260 de l'échangeur de chaleur de produit, par échange indirect de chaleur avec la seconde portion de fluide de refroidissement précitée, et en est soutiré en tant que courant 58 qui est combiné à un courant d'appoint 15 59 pour former le courant de fluide 50, décrit précédemment, pour être conduit au compresseur 200 de recyclage. Une réfrigération est appliquée à la seconde portion du fluide à son passage dans l'échangeur de chaleur de produit par échange indirect de chaleur avec la première 20 portion turbodétendue supportant une réfrigération et, dans la forme de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 1, avec la troisième portion turbodétendue du fluide supportant une réfrigération. La deuxième portion du fluide peut être refroidie, c'est-à-dire abaissée en température 25 alors qu'elle se trouve encore sous une forme gazeuse, ou bien peut être à la fois refroidie et liquéfiée en passant à travers l'échangeur de chaleur de produit. En référence maintenant de nouveau à la figure 1, la deuxième portion de fluide refroidie est amenée en tant que courant 47 à la 30 section 280 de l'échangeur de chaleur de produit dans laquelle elle est refroidie et/ou liquéfiée et/ou sousrefroidie par échange indirect de chaleur avec le courant en réchauffement précité 54, en émergeant sous la forme d'un courant réfrigéré 99 destiné à être recueilli en tant 35 que produit. Dans le cas o le courant d'alimentation 53 provient d'une installation de séparation cryogénique de l'air, une partie ou la totalité du courant 99 de produit peut être renvoyée à l'installation de séparation cryogénique de l'air, ou bien une partie ou la totalité du courant 99 de produit peut être amenée à un point 5 d'utilisation ou à un point de stockage pour une utilisation ultérieure. La figure 2 illustre une forme de réalisation du circuit de frigorigène à constituants multiples qui sert à refroidir la première portion du fluide et, dans la forme 10 de réalisation de l'invention illustrée sur les dessins, la troisième portion du fluide, avant la turbodétente de ces portions de fluide. Les références numériques de la figure 2 sont les mêmes que celles de la figure 1 pour les éléments communs. Dans la forme de réalisation illustrée 15 sur la figure 2, il y a un échangeur de chaleur 130 du frigorigène à constituants multiples au lieu des deux échangeurs de chaleur 500 et 510 du frigorigène à constituants multiples représentés avec la forme de réalisation illustrée sur la figure 1. En référence à présent à la figure 2, un frigorigène à constituants multiples est comprimé en passant dans un compresseur 150 à une pression comprise dans la plage de 525 à 1050 kPa en valeur absolue, et le frigorigène résultant 101 à constituants multiples est davantage 25 comprimé en passant dans un compresseur 110, à une pression comprise dans la plage de 1750 à 2100 kPa en valeur absolue. Le frigorigène comprimé résultant 102 à constituants multiples est refroidi en étant débarrassé de la chaleur de compression dans un refroidisseur 120, puis 30 amené sous forme d'un courant 103 à un échangeur de chaleur de frigorigène à constituants multiples qui contient un passage 160 de refroidissement et un passage 170 de réchauffement. Habituellement, le frigorigène à constituants multiples du courant 103 est partiellement 35 condensé, c'est-à-dire que le constituant ou les constituants plus lourds ou moins volatiles du frigorigène à constituants multiples sont condensés par le refroidissement ayant lieu dans le refroidisseur 120, et le frigorigène comprimé à constituants multiples est totalement condensé en passant dans le passage 160 de 5 refroidissement de l'échangeur de chaleur 130 par échange indirect de chaleur avec du frigorigène à constituants multiples, en réchauffement, s'écoulant dans le passage 170 de réchauffement de l'échangeur de chaleur 130, comme décrit plus complètement ci-dessous. Le frigorigène à constituants multiples qui peut être utilisé dans la mise en pratique de l'invention comprend avantageusement au moins deux espèces provenant du groupe constitué de fluorocarbures, hydrofluorocarbures, hydrochlorofluorocarbures, éthers fluorés, gaz atmosphériques et hydrocarbures; par exemple, le fluide frigorigène à constituants multiples pourrait n'être constitué que de deux fluorocarbures. Un frigorigène apprécié à constituants multiples utilisable avec l'invention comprend au moins un 20 constituant provenant du groupe constitué des fluorocarbures, des hydrofluorocarbures et des éthers fluorés, et au moins un constituant provenant du groupe constitué des fluorocarbures, des hydrofluorocarbures, des hydrochlorofluorocarbures, des éthers fluorés, des gaz 25 atmosphériques et des hydrocarbures. Dans une forme appréciée de réalisation de l'invention, le frigorigène à constituants multiples est constitué uniquement de fluorocarbures. Dans une autre forme appréciée de l'invention, le frigorigène à 30 constituants multiples est constitué uniquement de fluorocarbures et d'hydrofluorocarbures. Dans une autre forme appréciée de réalisation de l'invention, le frigorigène à constituants multiples est constitué uniquement de fluorocarbures, d'éthers fluorés et de gaz 35 atmosphériques. Plus avantageusement, chaque constituant du frigorigène à constituants multiples est un fluorocarbure, 1l un hydrofluorocarbure, un éther fluoré ou un gaz atmosphérique. En outre, dans une forme particulièrement appréciée de réalisation le frigorigène à constituants multiples est un frigorigène à charge variable. En référence de nouveau à la figure 2, le frigorigène à constituants multiples condensé, se trouvant dans le courant 104, est détendu en passant à travers un dispositif de détente tel qu'une vanne 140 de Joule-Thomson, puis est amené sous la forme d'un courant principalement liquide 105 10 au passage 170 de réchauffement de l'échangeur de chaleur 130. Lorsqu'il parcourt le passage de réchauffement 170, le frigorigène à constituants multiples est réchauffé et vaporisé par échange indirect de chaleur avec le frigorigène à constituants multiples en condensation, 15 décrit précédemment, se trouvant dans le passage de refroidissement 160, et également par échange indirect de chaleur avec la première portion 1 et la troisième portion 3, en refroidissement, décrites précédemment, du fluide comprimé, qui émergent de l'échangeur de chaleur 130 en 20 tant que première et troisième portions refroidies 2 et 4, respectivement. Comme les spécialistes de la technique le comprendront, le passage 170 de réchauffement de la figure 2 est analogue au frigorigène à constituants multiples en réchauffement, non représenté, passant dans les éléments 25 510 et 500 de la figure 1. Le frigorigène réchauffé à constituants multiples émerge de l'échangeur de chaleur 130 sous la forme d'un courant 100 pour être conduit au compresseur 150, et le circuit du frigorigène à constituants multiples est achevé. Un exemple de l'invention a été mis en oeuvre en utilisant le circuit de frigorigène à constituants multiples représenté sur la figure 2 pour la liquéfaction d'azote gazeux provenant d'une installation de séparation cryogénique de l'air, et les résultats sont présentés dans 35 les tableaux 1 et 2. Dans le tableau 1, les numéros des courants sont ceux de la figure 2 et les concentrations des divers constituants sont indiquées en fractions molaires. La désignation R14 indique du tétrafluorure de carbone, la désignation R218 indique du perfluoropropane et la désignation HFE-347 indique du perfluoropropoxyméthane. 5 Dans le tableau 2, qui montre la puissance unitaire consommée, les résultats de la mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la colonne B et, à des fins de comparaison, les résultats d'une liquéfaction comparable utilisant un système de liquéfacteur classique sont 10 indiqués dans la colonne A, la différence étant indiquée dans la colonne C. Dans le tableau 2, la puissance consommée par les compresseurs du circuit du frigorigène à constituants multiples est indiquée par l'expression "Puissance Comp FCM". L'exemple est présenté à titre 15 comparatif et n'entend pas être limitatif. Tableau 1 Cou- Débit Pres. Temp. Frac. N2 Argon R14 R218 HFE-347 rant Mm3/h absolue (K) de va (kPa) peur 1 11,327 4566,1 298,1 1,000 1,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 2 11,327 4508,7 224,6 1,000 1,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,000 3 19,822 4529,0 224,6 1,000 1,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 4 19, 822 4515,0 156,7 1,000 1,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,000 15,552 280,0 295,2 1,000 O,0000 0,0316 0,2524 0,4837 0,2323 101 15,552 730,8 326,0 1,000 0,0000 0,0316 0,2524 0,4837 0,2323 102 15,552 1900,5 360,0 1,00,00 0,0316 0,2524 0,4837 0,2323 103 15,552 1890,0 302,5 0,750 0,0000 0,0316 0,2524 0,4837 0,2323 104 15,552 1876,0 153,9 0,000 0,0000 0,0316 0,2524 0,4837 0,2323 15,552 294,0 149,9 0,078 0,0000 0,0316 0,2524 0,4837 0,2323 Tableau 2 A B C LN2 total net Mm3/h 12,831 15,648 2,835 Puissance de kW 6118 6111 recyclage Puissance de gaz kW 670 800 d'alimentation Puissance Comp FCM kW 0 1080 Puissance de liquéfaction kW 6788 7991 1203 totale. Puissance unitaire kW/ Mrn3/h 529,72 510,65 424,48 Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent 5 être apportées au procédé et à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour appliquer une réfrigération à un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: (A) la compression d'un frigorigène à constituants multiples, la condensation du frigorigène à constituants multiples comprimé, la détente du frigorigène à constituants multiples condensé, et le réchauffement du frigorigène à constituants multiples détendu par échange 10 indirect de chaleur avec ledit frigorigène à constituants multiples comprimé en condensation; (B) la compression d'un fluide, le refroidissement d'une première portion (51) du fluide comprimé par échange indirect de chaleur avec ledit frigorigène à constituants 15 multiples détendu en réchauffement, et la turbodétente de la première portion refroidie du fluide pour générer une réfrigération; et (C) le réchauffement de la première portion du fluide supportant la réfrigération par échange indirect de chaleur 20 avec une deuxième portion (41) du fluide comprimé pour appliquer une réfrigération à la deuxième portion du fluide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide comprend de l'azote. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la deuxième portion du fluide est liquéfiée par l'application d'une réfrigération à la deuxième portion du fluide. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en 30 ce qu'il comprend en outre le refroidissement d'une troisième portion (43) du fluide comprimé par échange indirect de chaleur avec ledit frigorigène à constituants multiples détendu, en réchauffement, à une température inférieure à celle de la première portion refroidie du 35 fluide, la turbodétente de la troisième portion refroidie du fluide pour générer une réfrigération, et le réchauffement de la troisième portion du fluide supportant une réfrigération par échange indirect de chaleur avec la deuxième portion du fluide afin d'appliquer une réfrigération à la deuxième portion du fluide. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réchauffement du frigorigène à constituants multiples, détendu, sert à vaporiser ce frigorigène à constituants multiples détendu. 6. Appareil pour appliquer une réfrigération à un 10 fluide, caractérisé en ce qu'il comporte: (A) un circuit de frigorigène à constituants multiples comprenant un compresseur (200), un dispositif de détente, un moyen comprenant au moins un passage d'échangeur de chaleur de refroidissement pour faire passer 15 du frigorigène à constituants multiples, comprimé, du compresseur au dispositif de détente, et un moyen comprenant au moins un passage d'échangeur de chaleur de réchauffement pour faire passer du fluide frigorigène à constituants multiples du dispositif de détente au 20 compresseur; (B) un turbodétendeur (290), un échangeur (270) de chaleur de produit, un moyen pour faire passer une première portion (51) de fluide en relation d'échange indirect de chaleur avec ledit passage d'échangeur de chaleur de 25 réchauffement et, ensuite, vers le turbodétendeur, et un moyen pour faire passer une deuxième portion (41) de fluide vers l'échangeur de chaleur de produit; et (C) un moyen pour faire passer la première portion de fluide du turbodétendeur à l'échangeur de chaleur de 30 produit, et un moyen pour soutirer une seconde portion de fluide réfrigéré de l'échangeur de chaleur de produit. 7. Appareil selon revendication 6, caractérisé en ce que ledit, au moins un, passage d'échangeur de chaleur de réchauffement est entièrement à l'intérieur d'un échangeur 35 (130) unique de chaleur pour réfrigérant à constituants multiples. 8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur de produit comporte plusieurs sections (260, 270, 280) d'échangeur de chaleur comprenant une section chaude (260) d'échangeur de chaleur et une section froide (280) d'échangeur de chaleur. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première portion de fluide est amenée du turbodétendeur à l'échangeur de chaleur de produit entre la section froide d'échangeur de chaleur et la section chaude 10 d'échangeur de chaleur. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un turbodétendeur froid (300), un moyen (49) pour faire passer une troisième portion de fluide (43) en relation d'échange indirect de chaleur avec 15 le passage d'échangeur de chaleur de réchauffement et, ensuite, vers le turbodétendeur froid, et un moyen (52) pour faire passer la troisième portion de fluide du turbodétendeur froid à l'échangeur de chaleur de produit.