Présentation
Auteur(s)
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Pierre PETIT : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure d’Électrotechnique et d’Hydraulique de Grenoble, Docteur 3 cycle en Thermodynamique - Ancien adjoint au Directeur Technique de l’Ingénierie de L’Air Liquide - Consultant en cryogénie - Président de la Commission A3 (liquéfaction et séparation des gaz) de l’Institut International du Froid - Professeur à l’École Polytechnique Féminine (Fondation EPF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les pays industrialisés sont d’énormes consommateurs d’énergie et de matières premières d’origine pétrolière. En France, après l’amenuisement des réserves de charbon de l’Europe occidentale, le gaz naturel de Lacq a progressivement remplacé le gaz de four à coke dans le réseau de Gaz de France (GDF). Cependant, ses réserves étant très limitées, le gaz de Lacq a dû être complété et progressivement remplacé par du gaz importé de Hollande et d’URSS, acheminé par des canalisations sous pression.
Des gisements très importants furent simultanément découverts en Afrique (Algérie, Libye, Nigéria), au Moyen-Orient, en Indonésie, en Alaska et en Amérique du Sud. L’Europe, la Corée, le Japon et les États-Unis étaient des clients potentiels et le marché prometteur. Les distances de transport (milliers de kilomètres) et les voies maritimes offertes ou imposées (transports intercontinentaux) ont incité à développer une chaîne de transport maritime : le gaz naturel liquéfié (GNL) est transporté à – 161 oC dans les cuves thermiquement isolées des navires méthaniers. La liquéfaction du gaz permet une très grande réduction du volume des récipients sans majoration importante des épaisseurs des parois puisque l’on reste à pression atmosphérique (650 m3 de gaz à pression atmosphérique n’occupent qu’un mètre cube à l’état liquide).
L’objet du présent article est de décrire les procédés et les unités de liquéfaction du gaz naturel.
L'expertise technique et scientifique de référence
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- Version courante de juin 2010 par Béatrice FISCHER, Gilles FERSCHNEIDER
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Procédés de regazéification3. Procédés de liquéfaction
3.1 Cycle à cascade classique
Il consiste en une succession de cycles de Pictet installés en cascade. Le principe du fonctionnement a été décrit dans l’article précédent Séparation et liquéfaction des gaz, avec le calcul complet du cycle pour une unité produisant 1 000 kJ de froid à – 196 oC.
Une application à la liquéfaction du gaz naturel est présentée plus loin dans le paragraphe 7 (cf. figure 16).
HAUT DE PAGE3.2 Cycle à cascade incorporée
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Ce cycle est également connu sous son appellation anglo-saxonne auto-refrigerated cascade (ARC).
Dans sa forme originale, le cycle est constitué d’un unique circuit, le fluide frigorigène étant un mélange obtenu à partir des constituants du gaz naturel : azote et hydrocarbures saturés allant du méthane au pentane.
Le schéma du cycle de base et le principe de fonctionnement ont été décrits en ...
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