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systemes de liquefaction

Systèmes de liquéfaction Cycles cryogéniques On parle de cryogénie pour désigner les procédés de réfrigération à très basse température typiquement inférieure à K et les distinguer des cycles de réfrigération ordinaires Bon nombre de ces procédés concernent la liquéfaction des gaz dits permanents comme l'air le gaz naturel l'hydrogène ou l'hélium La cryogénie est donc le domaine de l'ingénierie qui s'intéresse aux systèmes fonctionnant à très basse température ce qui pose des problèmes particuliers notamment en termes de uides et de matériaux Les cycles de réfrigération et de liquéfaction cryogéniques mettent en jeu des combinaisons de compressions paraisothermes de refroidissements de régénérations thermiques et de détentes isenthalpiques ou adiabatiques des uides On peut distinguer grandes familles de procédés thermodynamiques cryogéniques les procédés à détente isenthalpique de Joule-Thomson les procédés mixtes associant une détente isenthalpique et une détente isentropique cycle de Claude les cascades classiques ou intégrées Exemple de liquéfaction de l ? hydrogène ?? Introduction Les gaz que nous connaissons à la température ambiante sous la pression atmosphérique se liqué ?ent tous si l ? on abaisse su ?samment leur température en maintenant leur pression constante Les températures de cette condensation ? sont en fait très di ?érentes suivant la nature du gaz ainsi l ? hydrogène maintenu à la pression atmosphérique devient liquide à K soit ?? C Il est alors près de fois plus dense que le gaz d ? o? à priori l ? intérêt évident que présente cette forme liquide pour le stocker et le transporter mais un certain niveau de technologie cryogénique est à mettre en ?uvre que ce soit pour le liqué ?er ou pour le conserver à l ? état liquide L ? hydrogène est utilisé sous cette forme depuis Clongtemps par les industriels et en particulier par ceux qui le distribuent aux divers utilisateurs ?? Liquéfaction de l ? hydrogène La liquéfaction de l ? hydrogène à K ne s ? obtient pas uniquement par un apport de froid au gaz mais par un e ?et combiné de ce refroidissement et de la propre détente adiabatique du gaz après qu ? il ait été préalablement comprimé La première liquéfaction de l ? hydrogène fut obtenue par l ? anglais Sir James Dewar en Le procédé fut amélioré quelques années plus tard par le procédé du français Georges Claude ?? le fondateur de la société Air Liquide ?? qui perfectionne la machine de réfrigération par compression conçue par l ? allemand Linde CYCLES DE LIQUEFACTION PROCEDES A DETENTE ISENTHALPIQUE DE JOULE-THOMSON Nous illustrerons ce procédé par des exemples destinés à liqué ?er du gaz naturel et former du Gaz Naturel Liqué ?é GNL considéré ici comme du méthane pur Cycle de base de liquéfaction du méthane Pour liqué ?er du gaz naturel on comprime à bars du méthane pris à bar et K C puis on le refroidit jusqu'à K on suppose dans cet exemple que l'on dispose d'un cycle de réfrigération permettant de le faire La compression est supposée isentropique mais le