WO2025002660A1 - Installation et procédé de liquéfaction d'un fluide - Google Patents

Installation et procédé de liquéfaction d'un fluide Download PDF

Info

Publication number
WO2025002660A1
WO2025002660A1 PCT/EP2024/063685 EP2024063685W WO2025002660A1 WO 2025002660 A1 WO2025002660 A1 WO 2025002660A1 EP 2024063685 W EP2024063685 W EP 2024063685W WO 2025002660 A1 WO2025002660 A1 WO 2025002660A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
circuit
cycle
compression
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2024/063685
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre BARJHOUX
Guillaume DELAUTRE
Theophile RAZAT
Tianyi DANG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of WO2025002660A1 publication Critical patent/WO2025002660A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005—Light or noble gases
    • F25J1/0007—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0005—Light or noble gases
    • F25J1/001—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/005—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by expansion of a gaseous refrigerant stream with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/0062—Light or noble gases, mixtures thereof
    • F25J1/0065—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/0062—Light or noble gases, mixtures thereof
    • F25J1/0067—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/007—Primary atmospheric gases, mixtures thereof
    • F25J1/0072—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0203—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0205—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level SCR refrigeration cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0285—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F25J1/0288—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings using work extraction by mechanical coupling of compression and expansion of the refrigerant, so-called companders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/20—Integrated compressor and process expander; Gear box arrangement; Multiple compressors on a common shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/14—External refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F25J2270/16—External refrigeration with work-producing gas expansion loop with mutliple gas expansion loops of the same refrigerant

Definitions

  • the invention relates to an installation and a method for liquefying a fluid such as hydrogen and/or helium for example.
  • the invention relates more particularly to an installation for liquefying a fluid such as hydrogen and/or helium comprising a circuit of fluid to be cooled having an upstream end intended to be connected to a source of gaseous fluid and a downstream end intended to be connected to a member for collecting the liquefied fluid, the installation comprising a set of heat exchanger(s) in heat exchange with the circuit of fluid to be cooled, the installation comprising at least one refrigerator in heat exchange with at least part of the set of heat exchanger(s), the refrigerator being a refrigerator with a refrigeration cycle of a cycle gas mainly comprising hydrogen and/or helium, the refrigerator having a cycle circuit comprising: a cycle gas compression mechanism, at least one cycle gas cooling member, a cycle gas expansion mechanism and at least one expanded cycle gas reheating member, the cycle gas compression mechanism comprising at least two compression stages arranged in series, the expansion mechanism comprising at least two expansion turbines, the fluid circuit to be cooled having, at its upstream end, at least one stage for compressing the feed gas
  • the feed gas pressure influences the amount of energy required to be extracted to liquefy this feed gas stream.
  • a feed gas stream at a relatively high pressure is not always available or can be energy-intensive to achieve.
  • compressors typically using volumetric technology, to increase the pressure of the feed gas before it is liquefied.
  • this solution is costly in terms of equipment, maintenance and energy consumption.
  • the feed gas source (electrolyzer or steam reforming device) is configured to provide hydrogen at high pressure.
  • this requires significantly increasing the cost of production equipment, its durability and its energy consumption.
  • An aim of the present invention is to overcome all or part of the drawbacks of the prior art noted above.
  • the installation according to the invention is essentially characterized in that one of the turbines is mechanically coupled to the compression stage of the feed gas to provide mechanical work produced during expansion.
  • the invention also relates to a method for producing cryogenic liquefied gas, for example liquid hydrogen, using a plant according to any one of the characteristics above or below, the method comprising a step of compressing a feed gas flow in the at least one feed gas compression stage, a step of cooling the compressed feed gas in the set of heat exchanger(s), in which at least part of the work of compressing the feed gas is provided by at least one turbine of the cycle circuit.
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the characteristics above or below within the scope of the claims.
  • FIG. 1 is a schematic and simplified view illustrating an example of structure and operation of an installation according to a first possible embodiment of the invention
  • FIG. 1 is a schematic and simplified view illustrating an example of structure and operation of an installation according to a second possible embodiment of the invention.
  • Installation 1 for liquefying a fluid such as hydrogen and/or helium illustrated in comprises a circuit 3 of fluid to be cooled having an upstream end intended to be connected to a source of gaseous fluid and a downstream end 23 intended to be connected to a member 4 for collecting the liquefied fluid.
  • the source may comprise, for example, an electrolyser or a steam reforming system.
  • the source provides, for example, hydrogen at a first temperature (for example ambient) and at a first pressure, for example between 2 and 25 bar.
  • the installation 1 comprises a set of heat exchanger(s) 5 in heat exchange with the circuit 3 of fluid to be cooled.
  • the installation 1 comprises a set of heat exchanger(s) 5 in heat exchange with the circuit 3 of fluid to be cooled.
  • only one heat exchanger 5 is shown but several heat exchangers in series can be provided.
  • the installation 1 comprises at least one refrigerator 2 in heat exchange with at least part of the heat exchanger(s) assembly 5 and configured to supply cold power to the exchanger(s) 5.
  • the refrigerator 2 is a refrigerator with a refrigeration cycle of a cycle gas preferably comprising mainly hydrogen and/or helium.
  • the refrigerator has a cycle circuit 12 comprising: a mechanism 20 for compressing the cycle gas (preferably several compressors), at least one member 21, 5 for cooling the cycle gas (one or more heat exchangers), a mechanism 22 for expanding the cycle gas (expansion turbines and possibly valve(s)) and at least one member 5 for reheating the expanded cycle gas (one or more heat exchangers).
  • a mechanism 20 for compressing the cycle gas preferably several compressors
  • at least one member 21, 5 for cooling the cycle gas one or more heat exchangers
  • a mechanism 22 for expanding the cycle gas expansion turbines and possibly valve(s)
  • at least one member 5 for reheating the expanded cycle gas
  • the cycle gas compression mechanism comprises at least two compression stages 20 arranged in series, for example centrifugal compressors.
  • the expansion mechanism comprises at least two expansion turbines 22, for example centripetal turbines.
  • the expansion mechanism may further comprise at least one Joule Thomson type expansion valve 25 arranged for example in series downstream of the turbines 22.
  • the installation 1 may comprise a pre-cooling system 6 in heat exchange with at least part of the heat exchanger(s) assembly 5.
  • This pre-cooling system 6 may be provided to pre-cool the circuit 3 of fluid to be cooled to an intermediate temperature between the first temperature and the colder temperature obtained at the downstream end 23 (for example liquefaction temperature obtained at the downstream end).
  • the pre-cooling system 6 may comprise a circuit 7 of heat transfer fluid such as liquid nitrogen and/or a circuit 7 refrigerator of a cycle of a mixture of refrigerants.
  • the circuit 3 of fluid to be cooled has, at its upstream end, at least one stage 13 for compressing the feed gas with a compressor preferably of the radial centrifugal type.
  • At least one of the turbines 22 is mechanically coupled 122 to the feed gas compression stage 13 to provide the compression stage 13 with mechanical work produced during expansion.
  • the coupling is for example achieved by coupling the two wheels (turbine and compressor) to the same rotating shaft 122 to form a “turbocharger”).
  • the expansion work of the cycle circuit is used at least partially to increase the pressure of the room temperature feed gas that is going to be liquefied.
  • the expansion turbines 22 thus process a gas flow rate significantly higher than the gas flow rate of the feed to be liquefied.
  • the mechanical power extracted from the turbine side (which is supplied to the compressor) is therefore substantial and makes it possible to generate a significant compression ratio on the feed circuit to be liquefied.
  • This mechanical power is in fact assimilated to the product of the mass flow rate by the enthalpy variation (delta H) at the terminals of the machine considered (turbine or compressor). If the mass flow rate is lower in the compression of the feed circuit 3 than in the turbines of the cycle circuit, the enthalpy variation in the compression of the feed circuit 3 will therefore be significantly higher and therefore the compression ratio at its terminals as well.
  • the circuit 3 of fluid to be cooled may have, at its upstream end, several stages 13 for compressing the feed gas with a radial volumetric compressor, typically centrifugal, arranged in series. All or part of these compressors 13 may be mechanically coupled 122 respectively to respective turbines. Similarly, several compression stages may be coupled to the same turbine 22 (on a common shaft).
  • a radial volumetric compressor typically centrifugal
  • the expansion mechanism may include multiple expansion turbines 22 arranged in series from upstream to downstream.
  • the turbines 22 in series are coupled respectively with compression stages 13 in series taken in the reverse order of their arrangement in series. That is to say, at least one turbine 22 is coupled with a compression stage 13 located upstream of a compression stage 13 coupled to another turbine 22 which precedes it.
  • expansion turbines 22 can be coupled with one or more compression stages 13 of the feed gas.
  • one or more turbines 12 may be coupled with one or more compressors 20 of the cycle circuit 12.
  • the cycle gas compression mechanism comprises at least two centrifugal-type compression stages 20 and at least one expansion turbine 22 is coupled with one of these compression stages 20 of the cycle gas compression mechanism.
  • the refrigerator 1 is configured so that, in operation, the inlet pressures of the turbines 22 are distinct and the at least one expansion turbine 22 is coupled with one of these compression stages 20 of the cycle gas compression mechanism at an inlet pressure which is relatively higher than the inlet pressure of the at least one turbine 22 coupled 122 to a feed gas compression stage 13.
  • This work recovery improves the efficiency of the installation, in particular over the entire temperature range from 300K to 20K.
  • turbines 22 are coupled also to compressors 20 of the cycle circuit 12. That is to say that mechanical expansion work (at least one turbine 22) is provided both to compress 13 the feed gas (to at least one compressor 13) and to compress the cycle gas (at least one compressor 20).
  • two expansion turbines 22 in series are coupled respectively to a compressor 20 (among three compressors 13) of the cycle circuit 12 and to a compressor 13 of the feed gas.
  • the first turbine 22 in series is coupled with the last compressor 20 of the cycle circuit 12.
  • any other different arrangement can be considered to provide mechanical work to n (integer number) compressors 13 of the feed gas and to m (integer number) compressors 22 of the cycle gas.
  • the number of turbines is then n+m (unless several compressors are coupled to the same turbine).
  • the couplings with the turbines can be adapted. This can be adapted to control the axial loads experienced by the turbo-expanders thus formed.
  • the first turbines 22 are preferably coupled from upstream to downstream, with the compressors 20 of the cycle circuit 12 located downstream of the compressors in series. This makes it possible to couple turbines 12 and compressors 20 at the same relatively higher pressure level (for example between 50 and 60 bar).
  • the following turbine(s) 22 are coupled respectively with the compressor(s) of the supply circuit 3 which are at the same relatively lower pressure level (for example between 10 and 20 bar).
  • This pairing of the turbines and compressors by pressure level makes it possible to reduce the axial loads induced in the common drive shafts concerned.
  • the turbine(s) 22 which draw in a relatively higher pressure are coupled to compressors installed on circuits of equivalent pressure while the turbine(s) 22 which draw in a relatively lower pressure are coupled to compressors installed on a lower pressure circuit (supply circuit 3 in particular).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

L'invention concerne une installation de liquéfaction d'un fluide tel que l'hydrogène comprenant un circuit (3) de fluide a refroidir ayant une extrémité aval (23) destinée à être reliée à un organe (4) de collecte du fluide liquéfié, un ensemble d'échangeur(s) (5) de chaleur en échange thermique avec le circuit (3) de fluide à refroidir, au moins un réfrigérateur (2) en échange thermique avec au moins une partie de l'ensemble d'échangeur(s) de chaleur (5), le réfrigérateur possédant un circuit (12) de cycle comprenant: un mécanisme (20) de compression du gaz de cycle, au moins un organe (21, 5) de refroidissement du gaz de cycle, un mécanisme (22) de détente du gaz de cycle et au moins un organe (5) de réchauffage du gaz de cycle détendu, le mécanisme de compression du gaz de cycle comprenant au moins deux étages (20) de compression disposés en série, le mécanisme de détente comprenant au moins deux turbines (22) de détente, le circuit (3) de fluide à refroidir possédant, au niveau de son extrémité amont, au moins un étage (13) de compression du gaz d'alimentation, une des turbines (22) étant accouplée (122) mécaniquement à l'étage (13) de compression du gaz d'alimentation pour fournir du travail mécanique produit lors de la détente.

Description

Installation et procédé de liquéfaction d’un fluide
L’invention concerne une installation et un procédé de liquéfaction d’un fluide tel que l’hydrogène et/ou l’hélium par exemple.
L’invention concerne plus particulièrement une installation de liquéfaction d’un fluide tel que l’hydrogène et/ou l’hélium comprenant un circuit de fluide a refroidir ayant une extrémité amont destinée à être reliée à une source de fluide gazeux et une extrémité aval destinée à être reliée à un organe de collecte du fluide liquéfié, l’installation comprenant un ensemble d’échangeur(s) de chaleur en échange thermique avec le circuit de fluide à refroidir, l’installation comprenant au moins un réfrigérateur en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur, le réfrigérateur étant un réfrigérateur à cycle de réfrigération d’un gaz de cycle comprenant majoritairement de l’hydrogène et/ou de l’hélium, le réfrigérateur possédant un circuit de cycle comprenant: un mécanisme de compression du gaz de cycle, au moins un organe de refroidissement du gaz de cycle, un mécanisme de détente du gaz de cycle et au moins un organe de réchauffage du gaz de cycle détendu, le mécanisme de compression du gaz de cycle comprenant au moins deux étages de compression disposés en série, le mécanisme de détente comprenant au moins deux turbines de détente, le circuit de fluide à refroidir possédant, au niveau de son extrémité amont, au moins un étage de compression du gaz d’alimentation.
La pression du gaz d’alimentation influe sur la quantité d’énergie nécessaire à extraire pour liquéfier ce flux de gaz d’alimentation. Un flux de gaz d’alimentation à une pression relativement élevée n’est pas forcément toujours disponible ou peut être coûteux énergétiquement à réaliser. Ainsi, par exemple, il est connu de prévoir des compresseurs typiquement de technologie volumétrique, pour augmenter la pression du gaz d’alimentation avant sa liquéfaction. Cette solution est cependant coûteuse en matériel, maintenance et consommation énergétique.
Dans le cas de l’hydrogène, selon d’autres solutions, la source de gaz d’alimentation (électrolyseur ou dispositif de vapo-reformage) est configurée pour fournir de l’hydrogène à haute pression. Cependant ceci nécessite d’augmenter significativement le coût des équipements de production, leur tenue dans le temps et leur consommation énergétique.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, l’installation selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce qu’une des turbines est accouplée mécaniquement à l’étage de compression du gaz d’alimentation pour fournir du travail mécanique produit lors de la détente.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
  • l’étage de compression du gaz d’alimentation est du type à compresseur centrifuge,
  • le circuit de fluide à refroidir possède, au niveau de son extrémité amont, plusieurs étages de compression du gaz d’alimentation disposés en série, et en ce que des turbines du circuit de cycle sont accouplées mécaniquement respectivement aux étages de compression du gaz d’alimentation en série,
  • le mécanisme de détente comprend plusieurs turbines de détente disposées en série d’amont en aval, les turbines en série sont accouplées respectivement avec des étages de compression en série pris dans l’ordre inverse de leur disposition en série, c’est-à-dire que, au moins une turbine est accouplée avec un étage de compression située en amont d’un étage de compression accouplé à une autre turbine qui la précède,
  • le fluide du circuit de fluide à refroidir transitant dans les étages de compression est de nature ou composition différente du fluide circulant dans les turbine respectivement accouplées, par exemple respectivement de l’hydrogène ayant des proportions Ortho/Para différentes,
  • une partie seulement des turbines de détente sont accouplées avec des étages de compression du gaz d’alimentation,
  • le mécanisme de compression du gaz de cycle comprend au moins deux étages de compression de type centrifuge, au moins une turbine de détente étant accouplée avec un de ces étages de compression du mécanisme de compression du gaz de cycle,
  • l’installation est configurée pour que, en fonctionnement, les pressions d’entrée des turbines soient distinctes, la au moins une turbine de détente accouplée avec un de ces étages de compression du mécanisme de compression du gaz de cycle a une pression d’entrée qui est relativement plus élevée que la pression d’entrée de la au moins une turbine accouplée à un étage de compression du gaz d’alimentation,
  • la au moins une turbine de détente est de type centripète et/ou le ou les étages de compression du gaz d’alimentation à compresseur à roue tournante est du type centrifuge,
  • plusieurs étages de compression sont accouplés à une même turbine,
  • l’installation comprend un système de pré-refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur, ledit système de pré-refroidissement comprenant un circuit de fluide caloporteur tel que de l’azote liquide et/ou un réfrigérateur à circuit de cycle d’un mélange de réfrigérants, le système de pré-refroidissement étant configuré pour refroidir le fluide circuit de fluide à refroidir à une température intermédiaire entre la température du fluide au niveau de l’extrémité amont du circuit et la température du fluide au niveau de l’extrémité aval du circuit.
L’invention concerne également un procédé de production de gaz liquéfié cryogénique, par exemple de l’hydrogène liquide, utilisant une installation selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous, le procédé comprenant une étape de compression d’un débit de gaz d’alimentation dans le au moins un étage de compression du gaz d’alimentation, une étape de refroidissement du gaz d’alimentation comprimé dans l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur, dans lequel au moins une partie du travail de compression du gaz d’alimentation est fourni par au moins une turbine du circuit de cycle.L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
est une vue schématique et simplifiée illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d’une installation selon un premier mode de réalisation possible de l’invention,
est une vue schématique et simplifiée illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d’une installation selon un deuxième mode de réalisation possible de l’invention.
 Description détaillée
Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.
Dans cette description détaillée, les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, cela ne signifie pas que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
L’installation 1 de liquéfaction d’un fluide tel que l’hydrogène et/ou l’hélium illustrée à la comprend un circuit 3 de fluide à refroidir ayant une extrémité amont destinée à être reliée à une source de fluide gazeux et une extrémité aval 23 destinée à être reliée à un organe 4 de collecte du fluide liquéfié.
La source peut comprend par exemple un électrolyseur ou un système de vapo-reformage. La source fournit par exemple de l’hydrogène à une première température (par exemple ambiante) et à une première pression, par exemple comprise entre 2 et 25bar.
L’installation 1 comprend un ensemble d’échangeur(s) 5 de chaleur en échange thermique avec le circuit 3 de fluide à refroidir. Dans l’exemple schématique illustré, un seul échangeur 5 de chaleur est représenté mais plusieurs échangeurs de chaleur en série peuvent être prévus.
L’installation 1 comprend au moins un réfrigérateur 2 en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur 5 et configuré pour fournir de la puissance froide au(x) échangeur(s) 5.
Le réfrigérateur 2 est un réfrigérateur à cycle de réfrigération d’un gaz de cycle comprenant de préférence majoritairement de l’hydrogène et/ou de l’hélium.
Le réfrigérateur possède un circuit 12 de cycle comprenant: un mécanisme 20 de compression du gaz de cycle (de préférence plusieurs compresseurs), au moins un organe 21, 5 de refroidissement du gaz de cycle (un ou plusieurs échangeurs de chaleur), un mécanisme 22 de détente du gaz de cycle (turbines de détente et éventuellement vanne(s)) et au moins un organe 5 de réchauffage du gaz de cycle détendu (un ou plusieurs échangeurs de chaleur).
Le mécanisme de compression du gaz de cycle comprend au moins deux étages 20 de compression disposés en série, par exemple des compresseurs centrifuges.
Le mécanisme de détente comprend au moins deux turbines 22 de détente, par exemple des turbines centripètes.
Le mécanisme de détente peut comprendre en outre au moins une vanne 25 de détente de type Joule Thomson disposée par exemple en série en aval des turbines 22.
Comme illustré, l’installation 1 peut comprendre un système 6 de pré-refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) 5 de chaleur. Ce système 6 de pré-refroidissement peut être prévu pour pré-refroidir le circuit 3 de fluide à refroidir à une température intermédiaire entre la première température et la température plus froide obtenue au niveau de l’extrémité 23 aval (par exemple température de liquéfaction obtenue au niveau de l’extrémité aval).
Le système 6 de pré-refroidissement peut comprendre un circuit 7 de fluide caloporteur tel que de l’azote liquide et/ou un réfrigérateur à circuit 7 de cycle d’un mélange de réfrigérants.
Le circuit 3 de fluide à refroidir possède, au niveau de son extrémité amont, au moins un étage 13 de compression du gaz d’alimentation à compresseur de préférence du type radial centrifuge.
Selon une particularité avantageuse, au moins une des turbines 22 est accouplée 122 mécaniquement l’étage 13 de compression du gaz d’alimentation pour fournir à l’étage 13 de compression du travail mécanique produit lors de la détente. L’accouplement est par exemple réalisé en accouplant les deux roues (turbine et compresseur)à un même arbre 122 rotatif pour former un « turbocompresseur »).
C’est-à-dire que le travail de détente du circuit de cycle est utilisé au moins partiellement pour augmenter la pression du gaz d’alimentation à température ambiante qui va être liquéfié.
Cette augmentation de la pression du gaz d’alimentation permet de réduire l’énergie à extraire du fluide qu’on cherche à liquéfier, ceci en dépensant moins d’énergie que selon l’art antérieur.
Les turbines 22 de détente traitent ainsi un débit de gaz nettement supérieur au débit de gaz à d’alimentation à liquéfier. La puissance mécanique extraite du côté turbine (qui est fournie au compresseur) est donc conséquente et permet de générer un taux de compression significatif sur le circuit d’alimentation à liquéfier. Cette puissance mécanique est en effet assimilée au produit du débit massique par la variation d’enthalpie (delta H) aux bornes de la machine considérée (turbine ou compresseur). Si le débit massique est plus faible dans la compression du circuit 3 d’alimentation que dans le les turbines du circuit de cycle, la variation d’enthalpie dans la compression du circuit 3 d’alimentation sera donc nettement supérieure et donc le taux de compression à ses bornes également.
Comme illustré, le circuit 3 de fluide à refroidir peut posséder, au niveau de son extrémité amont, plusieurs étages 13 de compression du gaz d’alimentation à compresseur de type volumétrique radiale, typiquement centrifuge disposés en série. Tout ou partie de ces compresseurs 13 peuvent être accouplées 122 mécaniquement respectivement à des turbines respectives. De même, plusieurs étages de compression peuvent être accouplés à une même turbine 22 (sur un arbre commun).
Comme illustré, le mécanisme de détente peut comprendre plusieurs turbines 22 de détente disposées en série d’amont en aval.
Comme illustré, de préférence, les turbines 22 en série sont accouplées respectivement avec des étages de compression 13 en série pris dans l’ordre inverse de leur disposition en série. C’est-à-dire que, au moins une turbine 22 est accouplée avec un étage de compression 13 située en amont d’un étage de compression 13 accouplé à une autre turbine 22 qui la précède.
Contrairement à l’exemple illustré, une partie seulement des turbines 22 de détente peuvent être accouplées avec un ou des étages de compression 13 du gaz d’alimentation.
De plus, une ou des turbines 12 peuvent être accouplées avec un ou des compresseurs 20 du circuit 12 de cycle. Par exemple, le mécanisme de compression du gaz de cycle comprend au moins deux étages 20 de compression de type centrifuge et au moins une turbine 22 de détente est accouplée avec un de ces étages de compression 20 du mécanisme de compression du gaz de cycle.
De préférence, le réfrigérateur 1 est configuré pour que, en fonctionnement, les pressions d’entrée des turbines 22 sont distinctes et, la au moins une turbine 22 de détente est accouplée avec un de ces étages de compression 20 du mécanisme de compression du gaz de cycle à une pression d’entrée qui est relativement plus élevée que la pression d’entrée de la au moins une turbine 22 accouplée 122 à un étage 13 de compression du gaz d’alimentation.
Ceci permet de limiter la résultante des efforts axiaux appliqués aux bornes de chaque turbomachine.
En variante ou en combinaison, il est possible de récupérer le travail de détente de façon hybride. C’est-à-dire que, par exemple, les turbines 12 opérant aux pressions les plus hautes fournissent leur travail à des pistons (ou autre), par exemple dans le circuit de cycle tandis que les turbines 12 opérant à des plus basses pressions fournissent leur travail au compresseur(s) du gaz d’alimentation.
Cette récupération de travail améliore le rendement de l’installation, en particulier sur l’ensemble de la gamme de température de 300K à 20K.
La illustre une variante de réalisation possible. Les éléments identiques à ceux décrits précédemment sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas décrits une seconde fois.
Cette variante se distingue de celle de la essentiellement en ce que des turbines 22 sont accouplées également à des compresseurs 20 du circuit 12 de cycle. C’est-à-dire que du travail mécanique de détente (au moins une turbine 22) est fourni à la fois pour comprimer 13 le gaz d’alimentation (à au moins un compresseur 13) et pour comprimer le gaz de cycle (au moins un compresseur 20).
Dans l’exemple non limitatif illustré, deux turbines 22 de détente en série sont accouplées respectivement à un compresseur 20 (parmi trois compresseurs 13) du circuit 12 de cycle et à un compresseur 13 du gaz d’alimentation. Dans cet exemple, la première turbine 22 en série est accouplée avec le dernier compresseur 20 du circuit 12 de cycle.
Bien entendu, tout autre arrangement différent peut être envisagé pour fournir du travail mécanique à n (nombre entier) compresseurs 13 du gaz d’alimentation et à m (nombre entier) compresseurs 22 du gaz de cycle. Le nombre de turbines est alors n+m (sauf si plusieurs compresseurs sont accouplés à une même turbine).
Selon la pression du gaz de cycle ou du gaz d’alimentation, les couplages avec les turbines peuvent être adaptés. Ceci peut être adapté pour contrôler les charges axiales subies par les turbo-détendeurs ainsi formés.
Par exemple, lorsqu’il y a plusieurs turbines 22 accouplées à plusieurs compresseurs 20 du circuit 12 de cycle, les premières turbines 22, sont préférentiellement accouplées d’amont en aval, avec les compresseurs 20 du circuit 12 de cycle situés en aval des compresseurs en série. Ceci permet d’accoupler des turbines 12 et compresseurs 20 au même niveau de pression relativement plus élevé (par exemple entre 50 et 60bar).
En revanche, la ou les turbines 22 suivante(s) sont accouplées respectivement avec le ou les compresseurs du circuit 3 d’alimentation qui sont à un même niveau de pression relativement inférieur (par exemple entre 10 et 20 bar). Cet appairage des turbines et compresseurs par niveau de pression permet de diminuer les charges axiales induites dans les arbres d’entraînement communs concernés.
Ainsi, la ou les turbines 22 qui aspirent une pression relativement plus élevée sont accouplées à des compresseurs installés sur des circuits de pression équivalente tandis que la ou les turbines 22 qui aspirent une pression relativement plus basse sont accouplées aux compresseurs installés sur un circuit plus basse pression (circuit d’alimentation 3 en particulier).

Claims (10)

  1. Installation de liquéfaction d’un fluide tel que l’hydrogène et/ou l’hélium comprenant un circuit (3) de fluide a refroidir ayant une extrémité amont destinée à être reliée à une source de fluide gazeux et une extrémité aval (23) destinée à être reliée à un organe (4) de collecte du fluide liquéfié, l’installation (1) comprenant un ensemble d’échangeur(s) (5) de chaleur en échange thermique avec le circuit (3) de fluide à refroidir, l’installation (1) comprenant au moins un réfrigérateur (2) en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur (5), le réfrigérateur (2) étant un réfrigérateur à cycle de réfrigération d’un gaz de cycle comprenant majoritairement de l’hydrogène et/ou de l’hélium, le réfrigérateur possédant un circuit (12) de cycle comprenant: un mécanisme (20) de compression du gaz de cycle, au moins un organe (21, 5) de refroidissement du gaz de cycle, un mécanisme (22) de détente du gaz de cycle et au moins un organe (5) de réchauffage du gaz de cycle détendu, le mécanisme de compression du gaz de cycle comprenant au moins deux étages (20) de compression disposés en série, le mécanisme de détente comprenant au moins deux turbines (22) de détente, le circuit (3) de fluide à refroidir possédant, au niveau de son extrémité amont, au moins un étage (13) de compression du gaz d’alimentation, caractérisée en ce que le circuit (3) de fluide à refroidir possède, au niveau de son extrémité amont, plusieurs étages (13) de compression du gaz d’alimentation disposés en série, et en ce que des turbines (22) du circuit (12) de cycle sont accouplées (122) mécaniquement respectivement aux étages (13) de compression du gaz d’alimentation en série pour fournir du travail mécanique produit lors de la détente, le mécanisme de détente comprenant plusieurs turbines (22) de détente disposées en série d’amont en aval et en ce que, les turbines (22) en série sont accouplées respectivement avec des étages de compression (13) en série pris dans l’ordre inverse de leur disposition en série, c’est-à-dire que, au moins une turbine (22) est accouplée avec un étage de compression (13) située en amont d’un étage de compression (13) accouplé à une autre turbine (22) qui la précède.
  2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’étage (13) de compression du gaz d’alimentation est du type à compresseur centrifuge.
  3. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le fluide du circuit (3) de fluide à refroidir transitant dans les étages de compression (13) est de nature ou composition différente du fluide circulant dans les turbine (22) respectivement accouplées, par exemple respectivement de l’hydrogène ayant des proportions Ortho/Para différentes.
  4. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’une partie seulement des turbines (22) de détente sont accouplées avec des étages de compression (13) du gaz d’alimentation.
  5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le mécanisme de compression du gaz de cycle comprend au moins deux étages (20) de compression de type centrifuge, au moins une turbine (22) de détente étant accouplée avec un de ces étages de compression (20) du mécanisme de compression du gaz de cycle.
  6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu’elle est configurée pour que, en fonctionnement, les pressions d’entrée des turbines (22) soient distinctes, et en ce que la au moins une turbine (22) de détente accouplée avec un de ces étages de compression (20) du mécanisme de compression du gaz de cycle a une pression d’entrée qui est relativement plus élevée que la pression d’entrée de la au moins une turbine (22) accouplée (122) à un étage (13) de compression du gaz d’alimentation.
  7. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la au moins une turbine (22) de détente est de type centripète et/ou le ou les étages (13) de compression du gaz d’alimentation à compresseur à roue tournante est du type centrifuge.
  8. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que plusieurs étages de compression sont accouplés à une même turbine (22).
  9. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend un système (6) de pré-refroidissement en échange thermique avec au moins une partie de l’ensemble d’échangeur(s) (5) de chaleur, ledit système (6) de pré-refroidissement comprenant un circuit (7) de fluide caloporteur tel que de l’azote liquide et/ou un réfrigérateur à circuit (7) de cycle d’un mélange de réfrigérants, le système (6) de pré-refroidissement étant configuré pour refroidir le fluide circuit (3) de fluide à refroidir à une température intermédiaire entre la température du fluide au niveau de l’extrémité amont du circuit (3) et la température du fluide au niveau de l’extrémité aval du circuit (3).
  10. Procédé de production de gaz liquéfié cryogénique, par exemple de l’hydrogène liquide, utilisant une installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant une étape de compression d’un débit de gaz d’alimentation dans le au moins un étage (13) de compression du gaz d’alimentation, une étape (5) de refroidissement du gaz d’alimentation comprimé dans l’ensemble d’échangeur(s) de chaleur (5), dans lequel au moins une partie du travail de compression du gaz d’alimentation est fourni par au moins une turbine (22) du circuit de cycle.
PCT/EP2024/063685 2023-06-29 2024-05-17 Installation et procédé de liquéfaction d'un fluide Ceased WO2025002660A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2306867 2023-06-29
FR2306867A FR3150577B1 (fr) 2023-06-29 2023-06-29 Installation et procédé de liquéfaction d’un fluide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025002660A1 true WO2025002660A1 (fr) 2025-01-02

Family

ID=88147343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2024/063685 Ceased WO2025002660A1 (fr) 2023-06-29 2024-05-17 Installation et procédé de liquéfaction d'un fluide

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3150577B1 (fr)
WO (1) WO2025002660A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0668433B2 (ja) * 1988-12-24 1994-08-31 日本酸素株式会社 水素液化方法
EP2564139B1 (fr) * 2010-04-30 2020-06-17 Costain Oil, Gas & Process Limited Procédé et appareil de liquéfaction de gaz naturel
US10837700B2 (en) * 2015-10-27 2020-11-17 Linde Aktiengesellschaft Hydrogen-neon mixture refrigeration cycle for large-scale hydrogen cooling and liquefaction
KR20210072985A (ko) * 2019-12-10 2021-06-18 오성연료전지 주식회사 수소 액화 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0668433B2 (ja) * 1988-12-24 1994-08-31 日本酸素株式会社 水素液化方法
EP2564139B1 (fr) * 2010-04-30 2020-06-17 Costain Oil, Gas & Process Limited Procédé et appareil de liquéfaction de gaz naturel
US10837700B2 (en) * 2015-10-27 2020-11-17 Linde Aktiengesellschaft Hydrogen-neon mixture refrigeration cycle for large-scale hydrogen cooling and liquefaction
KR20210072985A (ko) * 2019-12-10 2021-06-18 오성연료전지 주식회사 수소 액화 장치

Also Published As

Publication number Publication date
FR3150577B1 (fr) 2025-05-30
FR3150577A1 (fr) 2025-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2225501B1 (fr) Dispositif et procédé de réfrigeration cryogénique
FR2919716A1 (fr) Procede de refroidissement a basse temperature et son utilisation
EP2724099B1 (fr) Procede de liquefaction de gaz naturel avec un melange de gaz refrigerant
EP4291838B1 (fr) Dispositif et procédé de liquéfaction d'un fluide tel que l'hydrogène et/ou de l'hélium
EP4551876A1 (fr) Dispositif et procédé de liquéfaction d'un fluide
EP4241027B1 (fr) Installation et procede de production d'hydrogene a temperature cryogenique
FR3149079A1 (fr) Installation et procédé de liquéfaction d’hydrogène
EP4291843B1 (fr) Dispositif et procédé de liquéfaction d'un fluide tel que l'hydrogène et/ou de l'hélium
FR3098574A1 (fr) Dispositif de réfrigération et/ou de liquéfaction
EP4348138A1 (fr) Procede et installation de liquefaction de l'hydrogene
FR3150577A1 (fr) Installation et procédé de liquéfaction d’un fluide
EP4241028A1 (fr) Installation et procédé de production d'hydrogène à température cryogénique
EP4291840B1 (fr) Dispositif et procédé de réfrigération ou de liquéfaction d'un fluide
FR3150850A1 (fr) Réfrigérateur à cycle de réfrigération et dispositif et procédé de liquéfaction
WO2005103583A1 (fr) Procede de liquefaction d’un gaz integrant un appareillage de refroidissement thermo-acoustique
WO2025252334A1 (fr) Réfrigérateur, installation de liquéfaction et procédé
FR3134619A3 (fr) Installation et procédé de production d’oxygène à température cryogénique
WO2024153378A1 (fr) Installation et procédé de liquéfaction d'un flux de fluide

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24728168

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE