FR2869404A1

FR2869404A1 - Liquefying gaseous carbon dioxide, useful for treating combustion gases for carbon dioxide disposal, uses an intermediate liquid for heat exchange and liquefied natural gas for reliquefaction of the intermediate

Info

Publication number: FR2869404A1
Application number: FR0404485A
Authority: FR
Inventors: Ari Minkkinen; Pierre Odru
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-10-28

Abstract

Process for liquefying gaseous carbon dioxide by (i) liquefying CO2 by indirect heat exchange with an intermediate liquid (IL), which is vaporized during heat exchange and (ii) liquefying the vaporized IL by indirect heat exchange with liquid natural gas (LNG), which is vaporized during heat exchange, and liquid IL is recycled to step (i).

Description

La présente invention concerne la liquéfaction du dioxyde de carboneThe present invention relates to the liquefaction of carbon dioxide

gazeux.gaseous.

Pour répondre à la pression croissante de réduire les émissions de gaz à effet de serre et, donc, de tenter de modérer la tendance maintenant largement reconnue au réchauffement global de la planète, la plupart des grandes compagnies productrices d'énergie envisagent l'extraction du dioxyde de carbone (CO2) contenu dans les fumées des grandes unités de production, en vu de le séquestrer sous forme de liquide, de gaz ou de solide. To respond to the growing pressure to reduce greenhouse gas emissions and, therefore, to try to moderate the now widely recognized trend towards global warming, most major energy companies are considering carbon dioxide (CO2) contained in the fumes of large production units, in order to sequester it in the form of liquid, gas or solid.

Sous forme de gaz, le CO2 peut être directement recomprimé ou réinjecté dans un réservoir souterrain adéquat. As a gas, CO2 can be directly recompressed or reinjected into a suitable underground reservoir.

Sous forme de liquide, le CO2 peut être stocké pour être transporté en circulation dans une conduite, par transport routier ou par bateaux vers des destinations éloignées pour une éventuelle séquestration dans un réservoir souterrain. As a liquid, CO2 can be stored for transportation in a pipeline, by road or by boat to distant destinations for possible sequestration in an underground reservoir.

Le CO2 sous forme solide peut être transporté par navire, par exemple par les navires prévus pour transporter des cargaisons cryogéniques à pression atmosphérique, tels que les méthaniers. CO2 in solid form can be transported by ship, for example by ships intended to transport cryogenic cargoes at atmospheric pressure, such as LNG carriers.

Une grande partie du commerce international du gaz naturel est assurée grâce au transport par bateau méthanier depuis l'usine de liquéfaction jusqu'au terminal de réception. Dans le terminal de réception, le gaz naturel liquéfié, couramment appelé GNL, est vaporisé et comprimé, avant d'être introduit dans le circuit de distribution du gaz. A large part of the international natural gas trade is provided by LNG shipping from the liquefaction plant to the receiving terminal. In the receiving terminal, liquefied natural gas, commonly referred to as LNG, is vaporized and compressed before being introduced into the gas distribution circuit.

Actuellement, la majorité des terminaux vaporise le gaz naturel liquide en utilisant de la chaleur de combustion submergée et contrôlée ou des techniques d'échange de chaleur avec de l'eau de mer, qui consomment des combustibles fossiles directement ou indirectement. Ces techniques de vaporisation ont pour inconvénient de gaspiller de l'énergie alors qu'il existe un potentiel énorme de réfrigération disponible lors de la vaporisation du gaz naturel liquide. Currently, the majority of terminals vaporize liquid natural gas using submerged and controlled combustion heat or heat exchange techniques with seawater, which consume fossil fuels directly or indirectly. These spraying techniques have the disadvantage of wasting energy while there is a huge potential for refrigeration available during the vaporization of liquid natural gas.

La présente invention propose d'utiliser le potentiel de réfrigération 5 disponible lors de la vaporisation du gaz naturel liquéfié afin de refroidir et de condenser du CO2 gazeux et, ainsi, de produire du CO2 en phase liquide. The present invention proposes to utilize the refrigeration potential available during the vaporization of the liquefied natural gas to cool and condense gaseous CO 2 and thereby produce CO 2 in the liquid phase.

La présente invention concerne un procédé de liquéfaction d'un CO2 gazeux, dans lequel on effectue les étapes: a) on liquéfie le CO2 gazeux par échange de chaleur indirect avec un fluide intermédiaire liquide, le fluide intermédiaire étant vaporisé durant l'échange de chaleur, b) on liquéfie le fluide intermédiaire vaporisé obtenu à l'étape a), par échange de chaleur indirect avec du gaz naturel liquide, le gaz naturel liquide étant vaporisé durant l'échange de chaleur, le fluide intermédiaire liquide étant recyclé à l'étape a). The present invention relates to a process for liquefying a gaseous CO2, in which the steps are carried out: a) liquefying the CO2 gas by indirect heat exchange with a liquid intermediate fluid, the intermediate fluid being vaporized during the heat exchange b) the vaporized intermediate fluid obtained in step a) is liquefied by indirect heat exchange with liquid natural gas, the liquid natural gas being vaporized during the heat exchange, the liquid intermediate fluid being recycled to the step a).

Selon l'invention: É le CO2 gazeux peut être à une pression supérieure à la pression du point du 20 triple équilibre du CO2 gazeux, liquide et solide, É le CO2 peut être refroidi à une température comprise entre -40 C et - 60 C, É le gaz naturel liquide peut être à une pression supérieure à 1 MPa. According to the invention: the CO2 gas may be at a pressure greater than the pressure of the point of the triple equilibrium of gaseous CO2, liquid and solid, the CO2 may be cooled to a temperature of between -40 ° C. and -60 ° C. , É the liquid natural gas may be at a pressure greater than 1 MPa.

Le fluide intermédiaire peut être de l'éthane. The intermediate fluid may be ethane.

Avant l'étape a), on peut comprimer le CO2 gazeux et on peut pomper le gaz naturel liquide. Before step a), the gaseous CO2 can be compressed and the liquid natural gas can be pumped.

Le gaz naturel liquide peut provenir d'un terminal de réception approvisionné par des navires méthaniers. Liquid natural gas can come from a receiving terminal supplied by LNG carriers.

Selon l'invention, après l'étape a), on peut effectuer l'étape: c) on détend le CO2 liquide de manière à obtenir une fraction de CO2 solide et une fraction de CO2 gazeux. According to the invention, after step a), the step can be carried out: c) the liquid CO2 is expanded so as to obtain a solid CO2 fraction and a gaseous CO2 fraction.

On peut transporter, dans une enceinte, une quantité de CO2 solide obtenue à l'étape c). Par exemple, l'enceinte est convoyée par navire. An amount of solid CO2 obtained in step c) can be transported in a chamber. For example, the enclosure is conveyed by ship.

Selon l'invention, pour décharger la quantité de CO2 solide contenu dans l'enceinte, on peut comprimer du CO2 gazeux issu de la sublimation du CO2 solide contenu dans l'enceinte, on peut liquéfier le CO2 gazeux comprimé, par échange de chaleur indirect avec la quantité de CO2 solide, du CO2 solide étant sublimé durant l'échange de chaleur, puis on peut envoyer le CO2 liquide dans un réservoir de stockage. Le CO2 gazeux peut être comprimé à une pression supérieure à la pression du point du triple équilibre du CO2 gazeux, liquide et solide, et le CO2 solide peut sublimer à une pression inférieure à 0,2 MPa. Le CO2 gazeux peut être introduit dans un échangeur de chaleur indirect qui repose sur la surface supérieure de la quantité de CO2 solide contenu dans l'enceinte. L'échangeur de chaleur peut être mobile à l'intérieur de l'enceinte. According to the invention, in order to discharge the quantity of solid CO2 contained in the chamber, it is possible to compress gaseous CO2 resulting from the sublimation of the solid CO2 contained in the chamber, it is possible to liquefy the compressed gaseous CO2 by indirect heat exchange. with the amount of solid CO2, solid CO2 being sublimated during the heat exchange, then the liquid CO2 can be sent to a storage tank. The gaseous CO2 can be compressed at a pressure greater than the pressure of the point of the triple equilibrium of gaseous CO2, liquid and solid, and the solid CO2 can sublime at a pressure of less than 0.2 MPa. The gaseous CO2 can be introduced into an indirect heat exchanger which rests on the upper surface of the amount of solid CO2 contained in the enclosure. The heat exchanger can be mobile inside the enclosure.

Selon l'invention, lorsque la quantité de CO2 solide est liquéfiée, on 20 peut remplir l'enceinte avec du gaz naturel liquide, puis on peut transporter l'enceinte, par exemple par navire. According to the invention, when the amount of solid CO 2 is liquefied, the enclosure can be filled with liquid natural gas, and then the enclosure can be transported, for example by ship.

L'utilisation d'un fluide intermédiaire pour échanger de la chaleur par vaporisation et condensation à environ -60 C permet d'éviter de former du CO2 solide gelé sur les surfaces d'échange de chaleur et, ainsi, élimine le besoin d'opérations de nettoyage de ces surfaces d'échange de chaleur. The use of an intermediate fluid to exchange heat by vaporization and condensation at about -60 ° C avoids forming frozen solid CO2 on the heat exchange surfaces and thus eliminates the need for operations. cleaning of these heat exchange surfaces.

Selon l'invention, le terminal de gaz naturel liquide devient un moyen adéquat, non seulement pour apporter la réfrigération nécessaire à la liquéfaction du CO2, mais également pour le stockage et éventûèllement le chargement de navires en CO2 liquide ou solide pour l'emmener ensuite vers un site de séquestration éloigné. According to the invention, the liquid natural gas terminal becomes an adequate means, not only to bring the refrigeration necessary for the liquefaction of CO2, but also for the storage and possibly the loading of ships with liquid or solid CO2 to take it next. to a remote sequestration site.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux 5 compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels: la figure 1 schématise les différentes étapes d'exploitation du gaz naturel, la figure 2 représente un procédé de liquéfaction et/ou de 1 o solidification du CO2, - la figure 3 représente une mise en oeuvre d'une partie du procédé représenté par la figure 2, les figures 4, 5 et 6 représentent un procédé pour vider un réservoir contenant du CO2 solide. Other features and advantages of the invention will be better understood and will become clear from reading the description given below with reference to the drawings, in which: FIG. 1 schematizes the various stages of exploitation of the natural gas, the FIG. 2 represents a process for liquefaction and / or solidification of CO2, FIG. 3 represents an implementation of part of the process represented by FIG. 2, FIGS. 4, 5 and 6 represent a process for emptying a tank containing solid CO2.

La figure 1 schématise différentes étapes réalisées lors de l'exploitation du gaz naturel depuis la production du gaz naturel jusqu'à la séquestration du CO, produit lors de la combustion du gaz naturel. Figure 1 shows a series of steps taken during the exploitation of natural gas from the production of natural gas to the sequestration of CO, produced during the combustion of natural gas.

L'étape A consiste à produire du gaz naturel disponible sous forme 20 gazeuse en sortie de puits, généralement à une pression comprise entre 1 MPa et 15 MPa et à une température comprise entre 20 C et 60 C. Step A consists in producing natural gas available in gaseous form at the well outlet, generally at a pressure of between 1 MPa and 15 MPa and at a temperature of between 20 ° C. and 60 ° C.

A l'étape B, le gaz naturel est liquéfié à basse température (environ 160 C) et à pression atmosphérique dans une usine de liquéfaction. In step B, the natural gas is liquefied at low temperature (about 160 C) and at atmospheric pressure in a liquefaction plant.

Ensuite, à l'étape C, le gaz naturel liquide, couramment nommé GNL, est chargé et transporté par bateaux appelés méthaniers, afin d'approvisionner les terminaux de réception du gaz. Sur les méthaniers, le gaz naturel est stocké dans des réservoirs thermiquement isolés, à basse température, environ -160 C, et à pression atmosphérique. Then, in step C, the liquid natural gas, commonly referred to as LNG, is loaded and transported by vessels called LNG carriers to supply the gas receiving terminals. On LNG carriers, natural gas is stored in thermally insulated tanks, at low temperatures, around -160 C, and at atmospheric pressure.

Puis, le gaz naturel liquide est déchargé des bateaux et vaporisé dans un terminal de réception. L'étape D de vaporisation est généralement réalisée par échange de chaleur entre le GNL et un fluide caloporteur. Then, the liquid natural gas is unloaded from the boats and vaporized in a receiving terminal. Stage D vaporization is generally performed by heat exchange between the LNG and a heat transfer fluid.

Ensuite le gaz naturel est consommé à l'étape E. Par exemple, le gaz naturel est utilisé en tant que combustible, ou bien il peut être utilisé pour synthétiser un autre composé, par exemple de l'hydrogène. Le gaz naturel sous forme vapeur peut être envoyé dans un réseau de distribution vers les consommateurs. La consommation du gaz naturel peut également être effectuée sur le site du terminal de réception du gaz naturel. La consommation du gaz naturel engendre la production de dioxyde de carbone qui peut être capté. En général, le dioxyde de carbone peut être capté sous forme gazeuse. Then the natural gas is consumed in step E. For example, natural gas is used as fuel, or it can be used to synthesize another compound, for example hydrogen. Natural gas in vapor form can be sent in a distribution network to consumers. Natural gas consumption can also be done at the site of the natural gas receiving terminal. The consumption of natural gas causes the production of carbon dioxide that can be captured. In general, carbon dioxide can be captured in gaseous form.

Le dioxyde de carbone gazeux peut servir de fluide caloporteur à l'étape D, c'est à dire que le dioxyde de carbone est utilisé comme fluide qui réchauffe et vaporise le GNL. Autrement dit, on utilise les frigories du gaz naturel liquide pour refroidir le dioxyde de carbone afin de liquéfier ou de solidifier ce dioxyde de carbone. Gaseous carbon dioxide can be used as a heat transfer fluid in step D, ie carbon dioxide is used as a fluid that heats and vaporizes LNG. In other words, the frigories of liquid natural gas are used to cool the carbon dioxide in order to liquefy or solidify this carbon dioxide.

Le dioxyde de carbone liquide peut directement être envoyé et injecté dans un réservoir souterrain. Liquid carbon dioxide can be directly sent and injected into an underground tank.

Le transport peut être réalisé par circulation dans une conduite, par exemple selon la méthode, décrite par le document FR 2 844 028, de transport de dioxyde de carbone sous forme réfrigérée, par canalisation, depuis le site de capture jusqu'au site de séquestration. The transport may be carried out by circulation in a pipe, for example according to the method, described in document FR 2 844 028, for transporting carbon dioxide in refrigerated form, by channeling, from the capture site to the sequestration site. .

Alternativement, le transport peut être effectué par bateaux munis de réservoirs adéquats. Par exemple, le CO2 sous forme supercritique peut être convoyé par des navires CNG adaptés au transport du gaz naturel comprimé. Ces navires calorifugés peuvent être utilisés pour transporter du gaz naturel récupéré sur des plates formes pétrolières marines, à des pressions de l'ordre de 10 MPa. Le CO2 peut être transporté en retour, ou vers d'autres sites, à fin de séquestration et/ou de récupération assistée. Alternativement, à des pressions de quelques bars et à des températures de -30 C à -40 C, le CO2 liquide réfrigéré peut être convoyé dans des navires de transport de Gaz de Pétrole Liquéfié. Il est également possible d'utiliser le méthanier qui a amené une cargaison de GNL et qui transporte en retour une cargaison de CO2. De par leur conception, les méthaniers peuvent transporter du CO2 solide à la pression atmosphérique. L'utilisation du méthanier en retour s'avère être un moyen économique de transport. Alternatively, the transport can be carried out by boats equipped with adequate tanks. For example, CO2 in supercritical form can be conveyed by CNG vessels suitable for the transport of compressed natural gas. These insulated vessels can be used to transport natural gas recovered on marine oil platforms at pressures of the order of 10 MPa. CO2 can be transported back to other sites for sequestration and / or assisted recovery. Alternatively, at pressures of a few bars and at temperatures of -30 ° C to -40 ° C, refrigerated liquid CO2 can be conveyed in Liquefied Petroleum Gas transport vessels. It is also possible to use the LNG carrier which has brought a cargo of LNG and which in return carries a cargo of CO2. By their design, LNG carriers can transport solid CO2 at atmospheric pressure. The use of the LNG carrier in return proves to be an economical means of transport.

Le dioxyde de carbone solide peut subir l'étape F de transport par bateau. Le dioxyde de carbone est transporté jusqu'à un lieu d'injection dans 10 un réservoir souterrain. Solid carbon dioxide can be transported by boat. The carbon dioxide is transported to an injection site in an underground reservoir.

Avant l'injection dans le réservoir, le dioxyde de carbone solide est liquéfié à l'étape G afin de faciliter l'injection dans le réservoir. Prior to injection into the reservoir, the solid carbon dioxide is liquefied in step G to facilitate injection into the reservoir.

L'intérêt est de pouvoir envoyer le CO2 dans un gisement de gaz naturel qui est à l'origine de ce CO2. Le CO2 peut être séquestré dans un gisement épuisé. Alternativement, le CO2 peut servir à la récupération assistée d'hydrocarbures dans un gisement en cours de production. The interest is to be able to send the CO2 in a natural gas field which is at the origin of this CO2. CO2 can be sequestered in a depleted field. Alternatively, CO2 can be used for enhanced oil recovery in a field during production.

La figure 2 représente un mode de réalisation de l'étape D, décrit en référence à la figure 1. FIG. 2 represents an embodiment of step D, described with reference to FIG.

Sur la figure 2, le CO2 arrive par le conduit 1 sous une pression supérieure à la pression du point triple d'équilibre solide/liquide/gaz du CO2, par exemple. à une pression supérieure à 0,5 MPa. Par exemple, le CO2 'est capté et, donc disponible, sous une pression supérieure à la pression du point triple d'équilibre. Le CO2 peut également subir une étape de compression, par un compresseur, afin d'élever la pression à une valeur adéquate. Le CO2 peut être à la température ambiante. In FIG. 2, the CO2 arrives via line 1 under a pressure greater than the pressure of the triple point of equilibrium solid / liquid / gas of CO2, for example. at a pressure greater than 0.5 MPa. For example, CO2 'is captured and therefore available under a pressure greater than the pressure of the triple equilibrium point. The CO2 can also undergo a compression step, by a compressor, in order to raise the pressure to an adequate value. CO2 can be at room temperature.

Le CO2 arrivant par le conduit 1 est refroidi, dans l'échangeur de chaleur El, par échange de chaleur avec un fluide intermédiaire arrivant par le conduit 4. Dans El, lé CO2 est refroidi jusqu'à être liquéfié, par exemple jusqu'à une température inférieure -50 C, de préférence à une température proche de -60 C. Le fluide intermédiaire arrive, dans El, sous forme liquide par le conduit 4. The CO2 arriving via the duct 1 is cooled in the heat exchanger El by heat exchange with an intermediate fluid arriving via the duct 4. In El, the CO2 is cooled to be liquefied, for example up to a temperature below -50 C, preferably at a temperature close to -60 C. The intermediate fluid arrives, in El, in liquid form through line 4.

La mise en oeuvre d'un fluide intermédiaire pour transférer les frigories du gaz naturel au CO2 permet d'adapter la quantité de frigories apportées par le gaz naturel liquide par rapport à la quantité de frigories nécessaires pour liquéfier le CO2. Ainsi, en ajustant le débit du fluide intermédiaire, on peut régler la température de refroidissement du CO2. Par ailleurs, on peut utiliser une partie du fluide intermédiaire pour refroidir un autre fluide extérieur. The use of an intermediate fluid to transfer the frigories of natural gas to CO2 makes it possible to adapt the quantity of frigories contributed by the liquid natural gas with respect to the quantity of frigories needed to liquefy the CO2. Thus, by adjusting the flow of the intermediate fluid, it is possible to adjust the cooling temperature of the CO2. Furthermore, one can use a portion of the intermediate fluid to cool another external fluid.

Lors de l'échange de chaleur, le fluide intermédiaire est vaporisé dans El. Par exemple, l'échangeur de chaleur El est un échangeur à plaques en aluminium brasé. L'échangeur El peut également être un ou plusieurs tubes enroulés qui sont contenus dans une calandre. Le fluide intermédiaire est du coté calandre et le CO2 à liquéfier circule dans les tubes qui sont immergés dans le fluide intermédiaire contenu dans la calandre. During the heat exchange, the intermediate fluid is vaporized in E1. For example, the heat exchanger E1 is a brazed aluminum plate heat exchanger. The exchanger El may also be one or more coiled tubes which are contained in a shell. The intermediate fluid is on the shell side and the CO2 to be liquefied circulates in the tubes which are immersed in the intermediate fluid contained in the shell.

Le fluide intermédiaire est choisi de manière à ce qu'il s'évapore et se condense à une température comprise entre -50 C et -70 C et à une pression appropriée choisie. Par exemple, le fluide intermédiaire est de l'éthane à 0,5MPa. Dans El, la vaporisation de l'éthane à -60 C et 0,5 MPa permet de refroidir le gaz CO2 jusqu'à son point de rosée. Ainsi, le CO2 est complètement condensé, par exemple à 0,6 MPa et -50 C. The intermediate fluid is selected so that it evaporates and condenses at a temperature between -50 ° C and -70 ° C and at a suitable chosen pressure. For example, the intermediate fluid is 0.5MPa ethane. In El, the vaporization of ethane at -60 ° C. and 0.5 MPa makes it possible to cool the CO2 gas to its dew point. Thus, the CO2 is completely condensed, for example at 0.6 MPa and -50 C.

Le CO2 quitte sous forme liquide l'échangeur El par le conduit 2. Le CO2 peut être envoyé vers un système de stockage (non représenté sur la figure 25 1), par exemple vers une injection dans un réservoir souterrain. The CO2 leaves the exchanger E1 in liquid form via the pipe 2. The CO2 can be sent to a storage system (not shown in FIG. 1), for example to an injection into an underground reservoir.

Le gaz naturel liquide arrivant par bateaux méthaniers est à une température d'environ -160 C et à pression atmosphérique. Le gaz naturel liquide est pompé et arrive par le conduit 6. Par exemple, la pression du GNL est élevée jusqu'à une valeur supérieure à 1MPa, par exemple 2,5 MPa: Le fluide intermédiaire vaporisé quittant l'échangeur de chaleur El par le conduit 5 est refroidi, dans l'échangeur de chaleur E2, par échange de chaleur avec le gaz naturel liquide arrivant par le conduit 6. L'échangeur de chaleur E2 peut être un échangeur à plaques, par exemple en aluminium brasé, ou un échangeur à tubes. Liquid natural gas arriving by LNG vessels is at a temperature of approximately -160 ° C and at atmospheric pressure. The liquid natural gas is pumped and arrives via the conduit 6. For example, the pressure of the LNG is raised to a value greater than 1 MPa, for example 2.5 MPa: the vaporized intermediate fluid leaving the heat exchanger El by the pipe 5 is cooled, in the heat exchanger E2, by heat exchange with the liquid natural gas arriving via the pipe 6. The heat exchanger E2 may be a plate heat exchanger, for example brazed aluminum, or a tube exchanger.

Dans E2, le fluide intermédiaire est complètement condensé par la vaporisation du GNL. En sortie de E2, le fluide intermédiaire est évacué par le conduit 4, par exemple à une température proche de -60 C et à une pression environ égale à 0,5 MPa, et s'écoule par gravité jusqu'à l'échangeur de chaleur El. In E2, the intermediate fluid is completely condensed by the vaporization of LNG. At the outlet of E2, the intermediate fluid is discharged through line 4, for example at a temperature close to -60 ° C. and at a pressure of approximately 0.5 MPa, and flows by gravity to the heat exchanger. heat El.

Dans E2, le GNL est vaporisé, par exemple à -100 C et à 2,5 MPa, puis est évacué par le conduit 7. Le gaz naturel vaporisé peut être envoyé par le conduit 9 dans le compresseur K2 pour être comprimé à haute pression, par exemple 7 MPa et envoyé par le conduit 10 dans le circuit de distribution du gaz. Alternativement, le gaz naturel vaporisé peut être utilisé pour refroidir, dans l'échangeur E3, un autre fluide arrivant par le conduit 13 et évacué par le conduit 14. Puis, le gaz naturel évacué de l'échangeur E3 par le conduit 15 vers un lieu de consommation, par exemple une centrale de production d'électricité ou de production d'hydrogène. In E2, the LNG is vaporized, for example at -100 ° C. and at 2.5 MPa, and is then discharged via line 7. The vaporized natural gas can be sent via line 9 into compressor K2 to be compressed at high pressure. for example 7 MPa and sent through line 10 into the gas distribution circuit. Alternatively, the vaporized natural gas may be used to cool, in the exchanger E3, another fluid arriving via the conduit 13 and discharged through the conduit 14. Then, the natural gas discharged from the exchanger E3 through the conduit 15 to a place of consumption, for example a power plant producing electricity or producing hydrogen.

En outre, il est possible de produire du CO2 solide. Le flux de CO, liquide arrivant par le conduit 2 peut être détendu par un moyen de détente V1, par exemple une ou plusieurs vannes ou duses. Le moyen de détente Vl effectue une baisse de pression à enthalpie sensiblement constante. Le CO, détendu peut être envoyé par le conduit 3 dans l'enceinte Cl. Le CO2 peut également être directement détendu dans l'enceinte Cl, c'est à dire que le moyen de détente 16 est disposé dans l'enceinte Cl. Par exemple, l'enceinte Cl est une cuve d'un méthanier et le CO, est détendu par des duses réparties dans la cuve. Les duses peuvent être réparties sur un tube en forme d'anneau dans lequel circule le CO2 liquide, l'anneau étant disposé dans l'enceinte Cl. La détente du CO2 liquide permet de former une fraction solide et une fraction gazeuse. La fraction solide de CO2 tombe au fond de la capacité Cl. La fraction vapeur est évacuée en tête de la capacité Cl par le conduit 11. Cette fraction vapeur peut être comprimée par le compresseur K1, puis évacuée par le conduit 12 et mélangée avec le CO2 gazeux arrivant par le conduit 1. In addition, it is possible to produce solid CO2. The flow of CO, liquid arriving via the duct 2 can be expanded by an expansion means V1, for example one or more valves or chokes. The expansion means Vl performs a pressure drop substantially constant enthalpy. The CO, expanded can be sent through the conduit 3 in the enclosure C1. The CO2 can also be directly expanded in the chamber C1, that is to say that the expansion means 16 is disposed in the chamber Cl. For example, the enclosure Cl is a tank of a tanker and the CO, is relaxed by chokes distributed in the tank. The chokes can be distributed over a ring-shaped tube in which the liquid CO 2 circulates, the ring being disposed in the chamber C1. The expansion of the liquid CO 2 makes it possible to form a solid fraction and a gaseous fraction. The solid fraction of CO2 falls to the bottom of the capacity Cl. The vapor fraction is discharged at the top of the capacitor C1 through the conduit 11. This vapor fraction can be compressed by the compressor K1, then discharged through the conduit 12 and mixed with the CO2 gas flowing through the duct 1.

La figure 3 représente un mode de réalisation des échangeurs de chaleurs El et E2 de la figure 2. Les références de la figure 3 identiques à 10 celles de la figure 2 désignent les mêmes éléments. FIG. 3 represents an embodiment of the heat exchangers E1 and E2 of FIG. 2. The references of FIG. 3 identical to those of FIG. 2 denote the same elements.

Sur la figure 3, les échangeurs de chaleur El et E2 sont des échangeurs à plaques en aluminium brasé, disposés à l'intérieur d'une boite froide BF isolée thermiquement. Les conduits 4 et 5 qui assurent la circulation du fluide intermédiaire entre les échangeurs El et E2 sont également disposés dans la boite froide BF. Des ouvertures sont pratiquées dans la boite froide BF pour autoriser l'entrée et la sortie du CO2 par les conduits 1 et 2, et du GNL par les conduits 6 et 7. In FIG. 3, the heat exchangers E1 and E2 are soldered aluminum plate heat exchangers arranged inside a thermally insulated cold box BF. The ducts 4 and 5 which ensure the circulation of the intermediate fluid between the exchangers E1 and E2 are also arranged in the cold box BF. Openings are made in the cold box BF to allow the entry and exit of CO2 through the ducts 1 and 2, and LNG through the ducts 6 and 7.

Le procédé décrit en référence avec la figure 2 est illustré par l'exemple 20 numérique suivant. The method described with reference to FIG. 2 is illustrated by the following numerical example.

On considère un terminal de GNL qui fournit continûment 14 millions m3 de méthane en conditions normales par jour, c'est à dire approximativement 400 tonnes/h -de méthane liquide à 7 MPa évacué par le conduit 10. An LNG terminal is considered which continuously supplies 14 million m3 of methane under normal conditions per day, ie approximately 400 tonnes / h of liquid methane at 7 MPa discharged through line 10.

Le GNL est pompé par une pompe cryogénique submergée dans le GNL à pression atmosphérique à -160 C. Le GNL pompé arrive par le conduit 6 à environ -140 C et à la pression de 2,6 MPa. Dans E2, le gaz naturel est chauffé au point d'ébullition et vaporisé à une température d'environ 100 C à 2,5 MPa. LNG is pumped by a cryogenic pump submerged in LNG at atmospheric pressure at -160 C. The pumped LNG arrives via line 6 at about -140 C and at the pressure of 2.6 MPa. In E2, the natural gas is heated to the boiling point and vaporized at a temperature of about 100 C to 2.5 MPa.

Environ 400 kJ/kg d'accroissement d'enthalpie est requis dans l'échangeur E2 pour vaporiser le méthane à une température d'environ -100 C à 2,5 MPa. Compte tenu du débit de gaz naturel circulant dans l'échangeur E2, il faut un apport de 44,4 Gcal/h (16,6 Gcal/h de chaleur jusqu'au point d'ébullition + 27,8 Gcal/h de chaleur de vaporisation à -100 C) La demande en chaleur correspondante est fournie par le fluide intermédiaire qui est de la vapeur d'éthane saturée condensant à 0,5 MPa et à -60 C. Dans ces conditions thermodynamiques, la liquéfaction de l'éthane gazeux libère 420 kJ/kg. Ainsi, dans l'échangeur E2, 380 tonnes/h sont condensées pour libérer 44,4 Gcal/h. About 400 kJ / kg of enthalpy increase is required in the E2 exchanger to vaporize the methane at a temperature of about -100 C to 2.5 MPa. Considering the flow of natural gas flowing through the E2 exchanger, a contribution of 44.4 Gcal / h (16.6 Gcal / h of heat up to the boiling point + 27.8 Gcal / h of heat) is required. The corresponding heat demand is provided by the intermediate fluid which is saturated ethane vapor condensing at 0.5 MPa and at -60 C. Under these thermodynamic conditions, the liquefaction of ethane gaseous releases 420 kJ / kg. Thus, in the exchanger E2, 380 tons / h are condensed to release 44.4 Gcal / h.

Dans E2, environ 1520 m2 de surface d'échange est requise pour réaliser la vaporisation du gaz naturel et la liquéfaction de l'éthane. In E2, about 1520 m2 of exchange surface is required to achieve natural gas vaporization and liquefaction of ethane.

La vapeur de CO2 arrivant par le conduit 1 est disponible à une température de 30 C et de 0,6 MPa. La vapeur de CO2 peut être préliminairement séchée au point de rosée de l'eau à -60 C. Dans El, pour le CO2, la baisse d'enthalpie totale requise est de 400 kJ/kg pour fournir les 44,4 Gcal/h décomposées comme suit: 7,8 Gcal/h de chaleur au point de rosée + 36,6 Gca /h de condensation à -40 C. The CO2 vapor arriving via line 1 is available at a temperature of 30 ° C. and 0.6 MPa. The CO2 vapor can be preliminarily dried at the dew point of the water at -60 C. In El, for CO2, the total enthalpy reduction required is 400 kJ / kg to provide the 44.4 Gcal / h decomposed as follows: 7.8 Gcal / h heat at dew point + 36.6 Gca / h condensation at -40 C.

Dans E1, environ 5200 m2 de surface d'échange de chaleur est 20 nécessaire pour réaliser la vaporisation de l'éthane et la liquéfaction du CO2 à 0,6 MPa et -40 C. In E1, about 5200 m 2 of heat exchange area is required to effect ethane vaporization and liquefaction of CO2 at 0.6 MPa and -40 C.

Ainsi, 400 tonnes/h, soit 5 millions de m3 en conditions normales, de CO2 sont liquéfiées en flot continu et évacuées par le conduit 2. Autrement dit, 1 tonne de CO2 est liquéfiée par tonne de méthane vaporisée, ce qui est équivalant à liquéfier 0,36 volume normal de CO2 par volume normal de méthane vaporisé. Thus, 400 tonnes / h, or 5 million m3 under normal conditions, of CO2 are liquefied in a continuous stream and discharged through line 2. In other words, 1 tonne of CO2 is liquefied per tonne of vaporized methane, which is equivalent to liquefy 0.36 normal volume of CO2 per normal volume of vaporized methane.

Une telle quantité de CO2 peut être captée sur le flux gazeux rejeté par une centrale de production électrique fonctionnant au gaz avec un cycle combiné de 1000 MW et ayant un rendement de combustion de 50%. Such a quantity of CO2 can be captured on the gas stream discharged by a gas-fired electric generating station with a combined cycle of 1000 MW and having a combustion efficiency of 50%.

Dans le cas où l'on souhaite obtenir du CO, solide à la place du CO2 liquide pour le transport par bateau à la pression atmosphérique, pour le même travail de réfrigération disponible pour 400 tonnes/h de GNL vaporisé, une quantité moindre de CO2 peut être solidifiée. In the case where it is desired to obtain CO, solid instead of liquid CO2 for transport by boat at atmospheric pressure, for the same refrigeration work available for 400 tonnes / h of vaporized LNG, a lesser amount of CO2 can be solidified.

Le CO, liquide circulant dans le conduit 2 à la température de -50 C et 0, 5 MPa est détendu de façon isenthalpique à 0,11 MPa par le moyen de détente V1. La détente permet de former 65% de CO2 solide et 35% de CO2 vapeur. Le CO, vapeur est comprimé par Kl à 0,5 MPa, puis recyclé avec le CO2 arrivant par le conduit 1. Ainsi, le débit d'entrée du CO2 est augmenté de 35%. The CO, a liquid circulating in the duct 2 at the temperature of -50 ° C. and 0.5 MPa, is expanded isenthalpically at 0.11 MPa by the expansion means V1. The trigger makes it possible to form 65% of solid CO2 and 35% of CO2 vapor. The CO, vapor is compressed by KI at 0.5 MPa, then recycled with the CO2 arriving via the pipe 1. Thus, the CO2 input flow is increased by 35%.

Dans ce cas, il est possible de traiter le CO2 généré par une centrale électrique à cycle combiné au gaz naturel d'une puissance de 650 MW. In this case, it is possible to treat the CO2 generated by a combined cycle power plant with natural gas with a power of 650 MW.

Après avoir été transporté par bateau à l'étape F de la figure 1, le CO2 solide est liquéfié à l'étage G. Par exemple, le CO, est déchargé et liquéfié en mettant en oeuvre le procédé schématisé par la figure 4. After having been transported by boat to stage F of FIG. 1, the solid CO2 is liquefied in the stage G. For example, the CO is discharged and liquefied by implementing the process shown diagrammatically in FIG.

Le procédé selon la figure 4 utilise le principe de sublimation du CO, solide à pression atmosphérique pour convertir le CO2 en phase gazeuse, puis pour l'évacuer. La chaleur latente nécessaire pour sublimer le CO, est fournie par le CO, en phase gazeuse qui est comprimé et condensé en phase liquide par échange de chaleur avec le CO, solide. Le CO, en phase gazeuse est comprimé à une pression supérieure au point triple du CO2, c'est à dire à une pression supérieure environ à 0,5 MPa. Le CO, comprimé est refroidi à une température supérieure à la température de sublimation du CO,. The process according to Figure 4 uses the principle of sublimation of CO, solid at atmospheric pressure to convert the CO2 gas phase and then to evacuate. The latent heat needed to sublimate the CO is provided by CO, in the gas phase which is compressed and condensed in liquid phase by heat exchange with CO, solid. The CO in the gas phase is compressed at a pressure greater than the triple point of CO2, that is to say at a pressure greater than approximately 0.5 MPa. The compressed CO is cooled to a temperature above the CO sublimation temperature.

Sur la figure 4, le réservoir 21 contient une quantité 22 de CO, sous forme solide. Le réservoir 21 peut être disposé sur un bateau, par exemple le réservoir 21 est une cuve de méthanier. Dans ce cas, le CO, solide contenu dans la cuve 21 du méthanier doit être déchargé avant que le méthanier soit chargé avec une nouvelle quantité de gaz naturel liquide. De préférence, le réservoir 21 est isolé thermiquement. De plus, le réservoir 21 peut être étanche, c'est à dire que le réservoir 21 n'autorise pas, ou peu, de fuite de CO2 vers l'extérieur. In FIG. 4, the reservoir 21 contains a quantity 22 of CO, in solid form. The tank 21 can be arranged on a boat, for example the tank 21 is a tank of a LNG carrier. In this case, the CO, solid contained in the tank 21 of the LNG carrier must be unloaded before the LNG carrier is loaded with a new amount of liquid natural gas. Preferably, the tank 21 is thermally insulated. In addition, the reservoir 21 may be sealed, that is to say that the tank 21 does not allow, or little, leakage of CO2 to the outside.

L'espace 24 situé au-dessus de la couche de CO2 solide est rempli de vapeur de CO2 à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Le réservoir 21 comporte un ou plusieurs orifices de sortie du CO2 gazeux qui est amené par les conduits 25 jusqu'au compresseur 26 qui permet d'évacuer le CO2 qui sublime à une température constante. Les orifices sont situés de préférence sur la partie supérieure 23 du, réservoir 21. Le compresseur 26 est localisé de préférence sur le bateau méthanier. Le compresseur 26 peut également être localisé sur la jetée de chargement/déchargement. The space 24 located above the solid CO2 layer is filled with CO2 vapor at a pressure slightly above atmospheric pressure. The tank 21 has one or more outlets for the gaseous CO2 which is fed through the ducts 25 to the compressor 26 which makes it possible to evacuate the CO2 which sublimates at a constant temperature. The orifices are preferably located on the upper part 23 of the tank 21. The compressor 26 is preferably located on the LNG tanker. The compressor 26 can also be located on the loading / unloading jetty.

Le compresseur 26 augmente la pression du CO2 gazeux jusqu'à une pression supérieure à la pression du point triple d'équilibre du CO2 solide/liquide/gaz, c'est à dire environ 0,5 MPa. Lors de la compression, le CO, subit une hausse de température. Par exemple, la température du CO2 peut atteindre 80 C. Le CO2 gazeux et comprimé est dirigé par le conduit 27 vers la soupape d'admission 28 située par exemple sur la partie supérieure 23 du réservoir 21. La soupape d'admission 28 est reliée par un conduit flexible 29 à un échangeur de chaleur 30 situé à l'intérieur du réservoir 21. The compressor 26 increases the pressure of the gaseous CO2 to a pressure greater than the pressure of the triple equilibrium point of the solid CO2 / liquid / gas, ie approximately 0.5 MPa. During compression, the CO undergoes a rise in temperature. For example, the CO2 temperature can reach 80 C. The gaseous and compressed CO2 is directed by the conduit 27 to the inlet valve 28 located for example on the upper part 23 of the tank 21. The inlet valve 28 is connected by a flexible conduit 29 to a heat exchanger 30 located inside the tank 21.

L'échangeur de chaleur 30 peut consister en une grille composée de tubes dans lesquels circule le CO2, la grille reposant sur la surface supérieure de la quantité de CO2 solide 22. L'échangeur de chaleur 30 peut être tout autre système connu de l'état de l'art. The heat exchanger 30 may consist of a grid composed of tubes in which the CO2 circulates, the grid resting on the upper surface of the amount of solid CO2. The heat exchanger 30 may be any other known system of the state of the art.

Le CO2 gazeux circulant dans l'échangeur de chaleur 30 est refroidi par échange de chaleur indirect avec le CO2 solide 22. Dans l'échangeur de chaleur 30, le CO2 gazeux est refroidi jusqu'à être liquéfié. Le CO2 gazeux étant à une pression supérieure à la pression du point triple, la condensation par refroidissement du CO, est possible. Le CO2 solide au contact avec l'échangeur de chaleur 30 est sublimé. Par exemple, la vapeur de CO, qui arrive par le conduit 29 à 80 C est refroidi, par exemple jusqu'à la température de -55 C. Pour une pression proche de la pression atmosphérique, le CO2 solide 22 est sublimé à environ -78 C. The gaseous CO2 flowing in the heat exchanger 30 is cooled by indirect heat exchange with the solid CO.sub.2. In the heat exchanger 30, the gaseous CO 2 is cooled to liquefied. Since the gaseous CO2 is at a pressure greater than the pressure of the triple point, condensation by CO cooling is possible. The solid CO2 in contact with the heat exchanger 30 is sublimated. For example, the CO vapor, which arrives via the duct 29 at 80 ° C., is cooled, for example up to the temperature of -55 ° C. For a pressure close to atmospheric pressure, the solid CO2 22 is sublimated to about 78 C.

Le taux de sublimation, ainsi que le temps mis pour décharger le réservoir 21 rempli de CO2 solide dépend notamment de la surface de transfert de chaleur de l'échangeur 30. The sublimation rate, as well as the time taken to discharge the tank 21 filled with solid CO 2 depends in particular on the heat transfer surface of the exchanger 30.

Le CO2 liquéfié dans l'échangeur de chaleur 30 est évacué par le 10 conduit flexible 31 vers une vanne déconnectable 32 située de préférence sur la partie supérieure 23 du réservoir 21. The liquefied CO2 in the heat exchanger 30 is discharged through the flexible conduit 31 to a disconnectable valve 32 preferably located on the upper portion 23 of the tank 21.

Les conduits 29 et 31 peuvent être des canalisations flexibles, produites par la société Technip-Flexifrance, adaptées pour les applications cryogéniques. The ducts 29 and 31 may be flexible ducts, produced by the company Technip-Flexifrance, suitable for cryogenic applications.

La vanne 32 permet d'établir la connexion entre le conduit flexible 31 et le conduit 33. Après avoir été évacué du réservoir par le conduit 31, le CO2 liquide est évacué vers un réservoir de stockage 34 situé à terre ou sur le bateau. Le réservoir de stockage 34 peut être maintenu à la même pression que la pression de sortie du compresseur 26 grâce au conduit 35 d'interconnexion avec le conduit 27. La vanne 36 permet d'ouvrir ou de fermer cette connexion entre le réservoir 34 et la sortie du compresseur 26. The valve 32 makes it possible to establish the connection between the flexible duct 31 and the duct 33. After having been evacuated from the tank via the duct 31, the liquid CO2 is evacuated to a storage tank 34 located on the ground or on the boat. The storage tank 34 can be maintained at the same pressure as the output pressure of the compressor 26 through the conduit 35 interconnecting with the conduit 27. The valve 36 can open or close the connection between the tank 34 and the compressor output 26.

Enfin, le CO2 liquide disponible dans le réservoir 34 peut être envoyé par le conduit 37 vers un système de séquestration du CO2 dans un réservoir souterrain. Finally, the liquid CO2 available in the tank 34 can be sent through line 37 to a CO2 sequestration system in an underground reservoir.

Les références de la figure 5 identiques à celles de la figure 4 désignent des éléments identiques. La figure 5 schématise le procédé en fin de la phase de sublimation du CO2. The references of FIG. 5 identical to those of FIG. 4 designate identical elements. FIG. 5 schematizes the process at the end of the sublimation phase of the CO2.

Au fur et à mesure que le CO2 sublime en une phase vapeur évacuée, la quantité de CO2 solide 22 se réduit et l'échangeur de chaleur 30 posé sur la surface supérieure de la quantité 22 de CO, se déplace vers un niveau plus bas sous l'effet de son poids, ou sous l'effet d'un mécanisme supplémentaire. Finalement, lorsque tout le CO, solide est sublimé en vapeur, l'échangeur de chaleur repose sur le fond du réservoir 22, comme indiqué par la figure 5. As the CO2 sublimates in a vapor phase evacuated, the amount of solid CO2 22 is reduced and the heat exchanger 30 placed on the upper surface of the amount CO 22, moves to a lower level under the effect of its weight, or under the effect of an additional mechanism. Finally, when all the solid CO is sublimed to vapor, the heat exchanger rests on the bottom of the tank 22, as indicated by FIG.

L'espace 24 est alors fermé au moyen de la soupape 28 et de la vanne 32. Le conduit 33 peut être déconnecté du conduit 31. The space 24 is then closed by means of the valve 28 and the valve 32. The conduit 33 can be disconnected from the conduit 31.

Lorsque la quantité de CO2 solide est déchargée, le réservoir 21 est prêt pour recevoir du méthane. Avant de remplir le réservoir 21 de méthane, l'échangeur de chaleur 30 est remonté et maintenu en place, par des moyens mécaniques, dans la partie supérieure du réservoir 21. When the amount of solid CO2 is discharged, the tank 21 is ready to receive methane. Before filling the tank 21 with methane, the heat exchanger 30 is reassembled and held in place, by mechanical means, in the upper part of the tank 21.

Le CO, étant un gaz inerte, il n'est pas nécessaire de l'évacuer avant de faire pénétrer le gaz naturel liquide. Le GNL va déplacer le volume de vapeur de CO, restant. Cependant, si on souhaite évacuer le CO, avant l'introduction du GNL afin d'éviter une phase transitoire initiale de faible pression partielle de méthane avec pour conséquence une vaporisation locale de méthane liquide, il est possible de mettre en oeuvre les méthodes habituelles de remplissage des méthaniers. CO, being an inert gas, it is not necessary to evacuate before entering the liquid natural gas. LNG will move the remaining volume of CO vapor. However, if it is desired to evacuate the CO, before the introduction of LNG in order to avoid an initial transitional phase of low methane partial pressure with the consequent local vaporization of liquid methane, it is possible to implement the usual methods of filling of LNG carriers.

Les références de la figure 6 identiques à celles de la figure 4 désignent 20 des éléments identiques. La figure 6 schématise le réservoir 22 rempli de méthane et prêt à être transporté par bateau méthanier. The references of FIG. 6 identical to those of FIG. 4 designate identical elements. Figure 6 schematizes the tank 22 filled with methane and ready to be transported by LNG tanker.

Sur la figure 6, l'échangeur de chaleur 30 est remonté dans la partie supérieure du réservoir 22. Alternativement, l'échangeur de chaleur 30 peut être vidé par la vanne 22 du CO, qu'il contenait et rester dans le méthane sans risque de solidification du CO2 pendant le transport du GNL. In FIG. 6, the heat exchanger 30 is raised in the upper part of the tank 22. Alternatively, the heat exchanger 30 can be emptied by the valve 22 of the CO, which it contained and remain in the methane without risk. solidification of CO2 during the transport of LNG.

Lors du transport du GNL, le compresseur 26 peut servir comme compresseur des vapeurs de gaz naturel libéré et connecté par la vanne 36 au système d'alimentation en fuel du navire. During the transport of the LNG, the compressor 26 can serve as compressor natural gas vapors released and connected by the valve 36 to the fuel system of the ship.

Lorsque le réservoir 21 est arrivé à destination, le gaz naturel liquide est évacué par des moyens conventionnels. Lorsque le réservoir 21 est vide, le remplissage avec du CO2 solide peut commencer. Par exemple, il est possible de mettre en oeuvre le procédé décrit en relation avec les figures 2 et 3 pour produire du CO2 solide. Le CO2 solide peut être directement formé dans le réservoir 21 de la figure 4 en disposant les moyens de détente V1 de la figure 2 dans le réservoir 21. When the reservoir 21 has arrived at its destination, the liquid natural gas is discharged by conventional means. When the reservoir 21 is empty, the filling with solid CO2 can begin. For example, it is possible to implement the method described in connection with Figures 2 and 3 to produce solid CO2. The solid CO2 can be directly formed in the tank 21 of FIG. 4 by arranging the expansion means V1 of FIG. 2 in the tank 21.

La quantité de CO2 solide qu'un méthanier peut transporter est déterminée en tenant compte de la cargaison maximum de GNL acceptable par le bateau méthanier et en sachant qu'un volume de CO2 solide est environ trois fois plus lourd qu'un volume de méthane liquide. The amount of solid CO2 that a LNG carrier can transport is determined by taking into account the maximum cargo of LNG acceptable by the LNG vessel and knowing that a solid CO2 volume is about three times heavier than a volume of liquid methane. .

Lorsque le réservoir 21 est rempli de CO2, l'échangeur de chaleur 30 peut être abaissé pour être déposé sur le CO2 solide. L'échangeur de chaleur 30 reposant sur le CO2 solide permet de stabiliser et de limiter les mouvements de la cargaison de CO2 lors du transport par bateau. When the tank 21 is filled with CO2, the heat exchanger 30 can be lowered to be deposited on the solid CO2. The heat exchanger 30 resting on the solid CO2 stabilizes and limits the movements of the CO2 cargo during transport by boat.

Le procédé décrit en relation avec les figures 4, 5 et 6 est illustré par l'exemple numérique suivant. The process described in connection with Figures 4, 5 and 6 is illustrated by the following numerical example.

Un bateau de transport de GNL / CO2 dispose de réservoirs d'une capacité de stockage totale de 135 000 m3 remplis à 96% en volume avec 60 000 tonnes de GNL ayant une densité de 460 kg/ms. La soute d'un tel bateau peut mesurer 44 mètres de large, 12 mètres de profond et 260 mètres de long. An LNG / CO2 transport vessel has tanks with a total storage capacity of 135,000 m3 filled to 96% by volume with 60,000 tonnes of LNG having a density of 460 kg / ms. The hold of such a boat can measure 44 meters wide, 12 meters deep and 260 meters long.

Ce même bateau peut, de manière raisonnable transporter une quantité deCO2 équivalant à environ 80% de la charge de GNL, c'est à dire environ 48 000 tonnes de CO2 solide. La quantité d'eau de ballast, nécessaire pour le voyage à vide du bateau, peut être réduite en accord avec la quantité de CO2 solide transportée. This same boat can reasonably transport a quantity of CO2 equivalent to about 80% of the LNG load, ie about 48,000 tonnes of solid CO2. The amount of ballast water, necessary for the empty journey of the boat, can be reduced in accordance with the amount of solid CO2 transported.

Le CO, solide ayant une densité volumique d'environ 1 500 kg/m3, les 48 000 tonnes de CO, occupent 32 000 m3 des 135 000 m3 disponibles dans la soute. Ainsi, le CO, solide est réparti sur une hauteur de 3 mètres au fond de la soute. The solid CO, with a density of about 1,500 kg / m3 and 48,000 tonnes of CO, occupies 32,000 m3 of the 135,000 m3 available in the cargo hold. Thus, the CO, solid is spread over a height of 3 meters at the bottom of the cargo hold.

Après le remplissage de la soute avec le CO,, l'échangeur de chaleur 30 peut être baissé depuis le haut de la soute à 12 mètres jusqu'à une hauteur de 3 mètres. After filling the bunker with the CO ,, the heat exchanger 30 can be lowered from the top of the cargo hold to 12 meters to a height of 3 meters.

La soute vue selon une coupe horizontale présente une surface d'environ 11 440 m2, la surface d'échange de chaleur entre l'échangeur 30 et le 10 CO, solide est d'environ 34 320 m2 en supposant que les ailettes de l'échangeur permettent de tripler la surface d'échange. The compartment seen in a horizontal section has an area of about 11,440 m2, the heat exchange surface between the exchanger 30 and the 10 CO, solid is about 34,320 m2 assuming that the fins of the exchanger make it possible to triple the exchange surface.

Si la différence de température moyenne entre le CO, fluide qui circule dans l'échangeur 30 et le CO, solide contenu dans le réservoir 21 est d'environ 25 C et si le coefficient d'échange de chaleur entre le CO, fluide qui circule dans l'échangeur 30 et le CO, solide contenu dans le réservoir 21 est d'environ 160 kcal/m2h C, il est possible de transférer 137 Gcal/h, soit 575 000 000kJ/h. If the average temperature difference between the CO, fluid flowing in the exchanger 30 and the CO, solid contained in the tank 21 is about 25 C and if the heat exchange coefficient between the CO, circulating fluid in the exchanger 30 and the CO, solid contained in the tank 21 is about 160 kcal / m2h C, it is possible to transfer 137 Gcal / h, or 575 000 000JJ / h.

La chaleur latente de sublimation du CO, à pression atmosphérique étant de 550 kJ/kg, environ 1 000 tonnes/h de CO, peuvent être vaporisés par sublimation. The latent heat of sublimation of the CO, at atmospheric pressure being 550 kJ / kg, about 1000 tonnes / h of CO, can be vaporized by sublimation.

Les 48 000 tonnes de CO, peuvent être déchargées en 2 jours. The 48,000 tonnes of CO can be unloaded in 2 days.

Pour ce débit de sublimation, la puissance du compresseur 26 est de 28 MW pour comprimer le CO2 gazeux d'environ 0,12 MPa jusqu'à 0,6 MPa et 80 C. Bien évidemment, cette puissance de compression n'est nécessaire que pendant une durée de deux jours. For this sublimation rate, the power of the compressor 26 is 28 MW to compress the CO2 gas from about 0.12 MPa to 0.6 MPa and 80 C. Of course, this compression power is only necessary for a period of two days.

Claims

REVENDICATIONS

1) Procédé de liquéfaction d'un CO2 gazeux, dans lequel on effectue les étapes: a) on liquéfie le CO2 gazeux par échange de chaleur indirect avec un fluide intermédiaire liquide, le fluide intermédiaire étant vaporisé durant l'échange de chaleur, b) on liquéfie le fluide intermédiaire vaporisé obtenu à l'étape a), par échange de chaleur indirect avec du gaz naturel liquide, le gaz naturel liquide étant vaporisé durant l'échange de chaleur, le fluide intermédiaire liquide étant recyclé à l'étape a). 1) Process for liquefying a gaseous CO2, in which the steps are carried out: a) the gaseous CO2 is liquefied by indirect heat exchange with a liquid intermediate fluid, the intermediate fluid being vaporized during the heat exchange, b) the vaporised intermediate fluid obtained in step a) is liquefied by indirect heat exchange with liquid natural gas, the liquid natural gas being vaporized during the heat exchange, the liquid intermediate fluid being recycled in step a) .

2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel: É le CO2 gazeux est à une pression supérieure à la pression du point du triple équilibre du CO2 gazeux, liquide et solide, É le CO2 est refroidi à une température comprise entre -40 C et -60 C, É le gaz naturel liquide est à une pression supérieure à 1 MPa. 2) Process according to claim 1, wherein: the gaseous CO2 is at a pressure greater than the pressure of the point of the triple equilibrium gaseous CO2, liquid and solid, the CO2 is cooled to a temperature between -40 C and -60 C, É the liquid natural gas is at a pressure greater than 1 MPa.

3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le fluide intermédiaire est de l'éthane. 3) Method according to one of claims 1 and 2, wherein the intermediate fluid is ethane.

4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel avant l'étape 25 a), on comprime le CO2 gazeux et on pompe le gaz naturel liquide. 4) Method according to one of claims 1 to 3, wherein before step 25 a), the CO2 gas is compressed and the liquid natural gas is pumped.

5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le gaz naturel liquide provient d'un terminal de réception approvisionné par des navires méthaniers. 5) Method according to one of claims 1 to 4, wherein the liquid natural gas comes from a receiving terminal supplied by LNG carriers.

6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel après l'étape a), on effectue l'étape: c) on détend le CO2 liquide de manière à obtenir une fraction de CO2 solide et 5 une fraction de CO2 gazeux. 6) Method according to one of claims 1 to 5, wherein after step a), the step is carried out: c) the liquid CO2 is expanded so as to obtain a solid fraction of CO2 and a fraction of CO2 gaseous.

7) Procédé selon la revendication 6, dans lequel on transporte, dans une enceinte, une quantité de CO2 solide obtenue à l'étape c). 7) Process according to claim 6, wherein is transported in a chamber, a solid amount of CO2 obtained in step c).

8) Procédé selon la revendication 7, dans lequel, pour décharger la quantité de CO2 solide, on comprime du CO2 gazeux issu de la sublimation du CO2 solide contenu dans l'enceinte, on liquéfie le CO2 gazeux comprimé, par échange de chaleur indirect avec la quantité de CO2 solide, du CO2 solide étant sublimé durant l'échange de chaleur, puis on envoie le CO2 liquide dans un 15 réservoir de stockage. 8) Process according to claim 7, wherein, to discharge the amount of solid CO2 is compressed gaseous CO2 from the sublimation of solid CO2 contained in the chamber, the gaseous CO2 compressed is liquefied by indirect heat exchange with the amount of solid CO2, solid CO2 being sublimated during the heat exchange, then the liquid CO2 is sent to a storage tank.

9) Procédé selon la revendication 8, dans lequel le CO2 gazeux est comprimé à une pression supérieure à la pression du point du triple équilibre du CO2 gazeux, liquide et solide, et dans lequel le CO2 solide sublime à une 20 pression inférieure à 0,2 MPa. 9) The process according to claim 8, wherein the gaseous CO 2 is compressed at a pressure greater than the pressure of the point of the triple equilibrium of gaseous CO2, liquid and solid, and wherein the solid CO 2 sublimes at a pressure of less than 0, 2 MPa.

10) Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, dans lequel le CO2 gazeux est introduit dans un échangeur de chaleur indirect qui repose sur la surface supérieure de la quantité de CO2 solide contenu dans l'enceinte. 10) Method according to one of claims 8 and 9, wherein the CO2 gas is introduced into an indirect heat exchanger which rests on the upper surface of the amount of solid CO2 contained in the enclosure.

11) Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'échangeur de chaleur est mobile à l'intérieur de l'enceinte. 11) The method of claim 10, wherein the heat exchanger is movable within the enclosure.

12) Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel, lorsque la quantité de CO2 solide est liquéfiée, on remplit l'enceinte avec du gaz naturel liquide, puis on transporte l'enceinte par navire. 12) A method according to one of claims 8 to 11, wherein, when the amount of solid CO2 is liquefied, the chamber is filled with liquid natural gas, then the vessel is transported by ship.