Brevet FR3079923A1 (20191011)

REVENDICATIONS1/ Procédé de liquéfaction de méthane gazeux dans lequel : - on fournit une source de méthane gazeux, produisant un débit de méthane gazeux à une température Ti et à une pression Pl, - on fournit une source d'azote liquide, produisant un débit d'azote liquide, de pression P2 et dont la température T2 est inférieure à la température du point triple du méthane, - au sein d'un premier échangeur, on refroidit, à contre-courant, le débit de méthane gazeux de température Ti jusqu'à une température T3 correspondant à celle de son point de rosée par échange de chaleur avec un débit d'azote gazeux de température T4 provenant d'un ballon séparateur de phase, - on transfère le débit de méthane gazeux de température T3 dans un second échangeur à contre-courant, - on transfère le débit d'azote liquide de température T2 depuis la source d'azote liquide jusqu'au ballon séparateur de phase, - on applique dans le ballon séparateur de phases une température T4 supérieure à la température du point triple du méthane et une pression P4 de telle sorte que soient présentes au sein dudit ballon une phase liquide de température T4 produisant un débit d'azote liquide, et une phase vapeur de température T4 produisant un débit d'azote gazeux - dans le second échangeur, on liquéfie le débit de méthane gazeux de température T3 en produisant un débit de méthane liquide de température T5, par vaporisation du débit d'azote liquide de température T4 en produisant un débit d'azote vaporisé de température T4, - on transfère le débit d'azote vaporisé de température T4 dans le ballon séparateur. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on transfère puis on stocke le débit de méthane liquide de température T5 dans un réservoir de stockage, contenant une phase de méthane liquide et une phase de méthane gazeux ; ladite phase de méthane gazeux s'échappant dudit réservoir de stockage en formant un débit de fuite de méthane. 13 3/ Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on maintient la température T4 au sein du ballon séparateur de phases par une régulation de la pression P4 au sein dudit ballon. 5 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on maintient le volume de la phase d'azote liquide de température T4 au sein du ballon séparateur de phases par une régulation du débit d'azote liquide de température T2 et de pression P2 entrant dans ledit ballon. 10 5/ Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on dirige le débit de fuite de méthane de température T5 dans le premier échangeur, à contre-courant du débit de méthane gazeux de température Ti, et à co-courant du débit d'azote gazeux de température T4, contribuant ainsi à refroidir ledit débit de méthane gazeux. 15 6/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on réduit la teneur en impuretés du débit de méthane gazeux entre la source de méthane gazeux et le premier échangeur. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que : 20 - la pression Pl est d'au moins 1 bar absolu, avantageusement égale à 1,5 bar absolu, - la température Ti est comprise entre 270K et 320K, avantageusement égale à 300K, - la pression P2 est d'au moins 6 bar absolu, avantageusement égale à 10 bar 25 absolu, - la température T2 est comprise entre 75K et 85K, avantageusement égale à 77K, - la température T3 est comprise entre 110K et 130K, avantageusement égale à 116.6K, - la pression P4 est comprise entre 4 et 6 bars absolu, avantageusement égale à 5 bar 30 absolu, - la température T4 est comprise entre 90K et 100K, avantageusement égale à 94K, - la température T5 est comprise entre 110K et 120K, avantageusement égale à 115K. 14 8/ Installation mettant en oeuvre le procédé selon les revendications 1 à 7 pour la production de méthane liquide et comprenant: - une source de méthane gazeux de température Ti et de pression P1 ; - une source d'azote liquide (22) de température T2 et de pression P2; 5 - un premier échangeur à contre-courant (2) dans lequel circulent le débit de méthane gazeux (1) de température Ti et de pression P1 et le débit d'azote gazeux (16) de température T4 provenant d'un ballon séparateur (13) ; - un second échangeur à contre-courant (4) dans lequel entrent le débit de méthane gazeux (3) de température T3 et le débit d'azote liquide (14) de température T4 10 provenant d'un ballon séparateur (13), et dont sortent le débit de méthane liquide (5) de température T5 et le débit d'azote vaporisé (15) de température T4; - un ballon séparateur de phases (13) relié à la source d'azote liquide (22) de température T2 et de pression P2. 15 9/ Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir de stockage (6) de méthane liquide. 10/ Installation selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une vanne (18) positionnée en aval du premier échangeur (2) dans le sens de circulation du 20 débit d'azote gazeux (16,\n<CLM>\1\tde manière à réguler la pression P4 au sein du ballon séparateur de phase (13). 11/ Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une vanne (11) positionnée en aval de la source d'azote liquide (22) dans le sens de 25 circulation du débit d'azote liquide (10,\n<CLM>\1\tde température T2 de manière à réguler le volume de la phase liquide au sein du ballon séparateur de phase (13).