La présente invention a trait au domaine de la liquéfaction d'un gaz, en utilisant un appareillage de refroidissement thermo-acoustique. Le procédé selon l'invention a pour but de liquéfier par refroidissement des gaz, par exemple du néon, de l'hydrogène, de l'hélium ou du gaz naturel. Par gaz naturel, on comprend un mélange gazeux, liquide ou diphasique comportant au moins 50% de méthane, et éventuellement d'autres hydrocarbures et de l'azote. Le gaz naturel est généralement produit sous forme gazeuse, et à haute pression par exemple comprise entre 1 MPa et 15 MPa. La liquéfaction du gaz naturel consiste à condenser le gaz, puis à le sous-refroidir jusqu'à une température suffisamment basse pour qu'il puisse rester liquide à la pression atmosphérique. Ensuite, le gaz naturel liquide est transporté dans des méthaniers.

Actuellement, le commerce international du gaz naturel liquide (GNL) se développe rapidement. Cependant, l'ensemble de la chaîne de production du GNL requiert des investissements et un coût de fonctionnement considérables. Le document FR 2 778 232 propose un procédé de liquéfaction comportant deux mélanges réfrigérants circulant dans deux circuits fermés et indépendants. Chacun des circuits fonctionne grâce à un compresseur communicant au mélange réfrigérant la puissance nécessaire pour refroidir le gaz naturel. Chaque compresseur est entraîné par une turbine à gaz qui est choisie parmi les gammes standards proposées dans le commerce. Cependant la puissance des turbines à gaz actuellement disponibles est limitée. Donc, la capacité de production de GNL d'une unité de liquéfaction est limitée par la puissance des turbines à gaz. La présente invention propose de perfectionner le procédé divulgué par le document FR 2 778 232 afin d'augmenter la puissance de liquéfaction tout en gardant les compresseurs standards.

La présente invention propose de combiner un procédé de liquéfaction classique avec un refroidissement opéré par un appareillage de réfrigération thermo-acoustique.

De manière générale, la présente invention concerne un procédé de liquéfaction d'un gaz, le gaz étant disponible sous une pression Pl. Le gaz subit les étapes suivantes : on condense le gaz sous pression Pl par échange de chaleur avec un fluide réfrigérant de manière à obtenir un liquide sous pression Pl, le fluide réfrigérant étant vaporisé durant l'échange de chaleur, et - on détend le liquide sous pression Pl jusqu'à une pression P2, Le fluide réfrigérant subit les étapes suivantes : - on comprime le fluide réfrigérant vaporisé, - on refroidit le fluide réfrigérant comprimé, - on détend le fluide réfrigérant refroidi, le fluide réfrigérant détendu condense le gaz sous pression Pl par échange de chaleur, Et, on effectue au moins l'une des deux étapes suivantes : - avant la détente, on sous-refroidit le liquide sous pression Pl par un premier appareillage de refroidissement thermo-acoustique, - avant la détente, on sous-refroidit le fluide réfrigérant refroidi par un deuxième appareillage de refroidissement thermo-acoustique. Selon l'invention, le gaz peut être un gaz naturel sous une pression comprise entre 1 MPa et 15 MPa et à une température comprise entre 200C et 600C. Le premier appareillage de refroidissement thermo-acoustique peut abaisser la température du liquide refroidi d'une valeur comprise entre 1°C à 2O0C. Le deuxième appareillage de refroidissement thermo-acoustique peut abaisser la température du fluide réfrigérant refroidi d'une valeur comprise entre 1°C à 20°C. Selon l'invention, les appareillages de refroidissement thermo- acoustique peuvent comporter : un moteur thermique alimenté en chaleur, qui génère une onde acoustique, - un résonateur dans lequel s'établit l'onde thermo-acoustique, - un réfrigérateur, disposé en aval du résonateur, utilisant l'énergie de l'onde acoustique pour produire un point froid à basse température. Selon l'invention, le liquide sous pression Pl peut être sous-refroidi par plusieurs appareillages de refroidissement thermo-acoustique disposés en parallèle. Le fluide réfrigérant refroidi peut être sous-refroidi par plusieurs appareillages de refroidissement thermo-acoustique disposés en parallèle.

L'appareillage de réfrigération thermo-acoustique permet d'augmenter la capacité de production d'un procédé de liquéfaction classique. De plus, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique permet de modifier la capacité de production sans modifier le fonctionnement des turbines à gaz fournissant l'énergie aux circuits réfrigérants. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront clairement à la lecture de la description faite ci-après en se référant aux dessins parmi lesquels : - les figures 1, 2 et 3 schématisent le procédé selon l'invention, - la figure 4 représente un procédé de liquéfaction selon l'art antérieur, - les figures 5, 6 et 7 schématisent des modes particuliers de réalisation de l'invention, la figure 8 représente le principe d'un appareillage de refroidissement thermo-acoustique.

La figure 1 représente schématiquement un procédé de liquéfaction d'un gaz par compression et détente d'un fluide de réfrigération. Le gaz arrivant par le conduit 1 est sous pression, par exemple à une pression comprise entre 1 MPa et 15 MPa. Par exemple, le gaz a été comprimé par un compresseur, ou bien, dans le cas du gaz naturel, le gaz est obtenu sous pression en sortie du puits de production. Le gaz circulant dans le conduit 1 est refroidi et liquéfié sous pression dans l'échangeur de chaleur 11. Le gaz issu de l'échangeur de chaleur 11 par le conduit 2 est amené par le conduit 3 dans le dispositif de détente 13, par exemple une vanne et/ou une turbine de détente. Le gaz est détendu jusqu'à une pression proche de la pression atmosphérique. Le fluide évacué par le conduit 4 constitue la gaz liquéfié, par exemple le gaz naturel liquéfié. Le cycle de réfrigération est constitué d'un fluide réfrigérant circulant dans les organes 20, 21, 11 et 22. Ce cycle est simplifié et peut être modifié et complété sans sortir du cadre de l'invention. Le compresseur 20, qui peut être entraîné par une turbine à gaz, permet de fournir la puissance de réfrigération nécessaire. Le fluide de réfrigération est comprimé dans le compresseur 20, refroidi et partiellement ou totalement condensé dans l'échangeur de chaleur 21, par exemple par échange de chaleur avec de l'eau ou avec l'air ambiant. Ensuite, le fluide de réfrigération est sous-refroidi dans l'échangeur 11, puis évacué par le conduit 24. Avantageusement, le fluide de réfrigération obtenu en sortie de l'échangeur 11 est liquide. Ensuite, le fluide de réfrigération est détendu dans le dispositif de détente 22 pour être refroidi, puis est envoyé dans l'échangeur de chaleur 11 pour y être chauffé et vaporisé, avant d'être renvoyé dans le compresseur 20. Par exemple le fluide réfrigérant peut être un mélange d'azote et d'hydrocarbures tels que du méthane, de l'éthane et du propane. Selon l'invention, un appareillage de réfrigération thermo-acoustique 12 refroidit le fluide obtenu en sortie de l'échangeur 11 par le conduit 2. L'appareillage de réfrigération opère un abaissement de la température du fluide d'une valeur comprise entre 1°C et 200C, de préférence entre I0C et 5°C. L'appareillage de réfrigération thermo-acoustique est décrit de manière plus complète ci-dessous, en relation avec la figure 8.

La figure 2 représente une variante du procédé selon l'invention. Les références de la figure 2 identiques à celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments. Le procédé schématisé par la figure 2 est identique au procédé schématisé par la figure 1, mis à part que selon le procédé de la figure 2, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique n'est pas disposé sur le conduit 3. En revanche, sur la figure 2 l'appareillage de réfrigération 23 est disposé sur le conduit 24. Sur la figure 2, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 23 refroidit le fluide obtenu en sortie de l'échangeur 11 par le conduit 24. L'appareillage de réfrigération 23 opère un abaissement de la température du fluide d'une valeur comprise entre 1°C et 200C, de préférence entre I0C et 5°C.

La figure 3 représente une variante du procédé selon l'invention. Les références de la figure 3 identiques à celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments. Le procédé schématisé par la figure 3 est identique au procédé schématisé par la figure 1, mis à part que selon le procédé de la figure 3, un appareillage de réfrigération thermo-acoustique 23 supplémentaire est disposé sur le conduit 24. Sur la figure 3, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 12 refroidit le fluide obtenu en sortie de l'échangeur 11 par le conduit 2, et l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 23 refroidit le fluide obtenu en sortie de l'échangeur 11 par le conduit 24. Les appareillages 11 et 23 opèrent un abaissement de température d'une valeur comprise entre 1°C et 2O0C, de préférence entre 1°C et 5°C.

La figure 4 représente un procédé de liquéfaction de gaz naturel selon l'art antérieur. Ce procédé est notamment décrit par le document FR 2 778 232. Selon le procédé de liquéfaction de gaz naturel schématisé par la figure 4, le gaz naturel arrivant par le conduit 101 est refroidi par échange de chaleur indirecte avec deux mélanges réfrigérants, chaque mélange réfrigérant circulant dans un circuit fermé et indépendant. Le gaz naturel arrive par le conduit 101, par exemple à une pression comprise entre 1 MPa et 15 MPa, de préférence entre 4 MPa et 7 MPa et à une température comprise entre 200C et 600C. Le gaz circulant dans le conduit 101, le premier mélange réfrigérant circulant dans le conduit 135 et le deuxième mélange réfrigérant circulant dans le conduit 123 entrent dans l'échangeur de chaleur 111 pour y circuler selon des directions parallèles et à co-courant. Le gaz naturel sort de l'échangeur 111 par le conduit 102, par exemple à une température comprise entre - 35°C et - 700C. Le deuxième mélange réfrigérant sort totalement condensé de l'échangeur 111 par le conduit 124, par exemple à une température comprise entre - 35°C et - 700C. Dans l'échangeur 111, trois fractions du premier mélange réfrigérant en phase liquide sont successivement soutirées. Les fractions sont détendues à travers les vannes de détente 132, 133 et 134 à trois niveaux de pression différents, puis vaporisées dans l'échangeur 111 par échange de chaleur avec le gaz naturel, le deuxième mélange réfrigérant et une partie du premier mélange réfrigérant. Les trois fractions vaporisées sont envoyées à différents étages du compresseur 130. Les fractions vaporisées sont comprimées dans le compresseur 130, puis condensées dans le condenseur 131 par échange de chaleur avec un fluide extérieur de refroidissement, par exemple de l'eau ou de l'air. Le premier mélange réfrigérant issu du condenseur 131 est envoyé dans l'échangeur 111 par le conduit 135. La pression du premier mélange réfrigérant à la sortie du compresseur 130 peut être comprise entre 2 MPa et 4 MPa. La température du premier mélange réfrigérant à la sortie du condenseur 131 peut être comprise entre 300C et 55°C. Le premier mélange réfrigérant peut être formé par un mélange d'hydrocarbures tels qu'un mélange d'éthane et de propane, mais peut également contenir du méthane, du butane et/ou du pentane. Les proportions en fraction molaires (%) des composants du premier mélange réfrigérant peuvent être: Ethane: 30 % à 70 % Propane: 30 % à 70 % Butane: 0 % à 10 % Le gaz naturel issu de l'échangeur 111 par le conduit 102 peut être fractionné, c'est à dire qu'une partie des hydrocarbures C2+ contenant au moins deux atomes de carbone est séparée du gaz naturel, en utilisant un dispositif connu de l'homme de l'art. Le gaz naturel fractionné est envoyé par le conduit 102 dans l'échangeur 112. Les hydrocarbures C2+ recueillis sont envoyés dans des colonnes de fractionnement comportant un deéthaniseur. La fraction légère recueillie en tête du deéthaniseur peut être mélangée avec le gaz naturel circulant dans le conduit 102. La fraction liquide recueillie en fond du deéthaniseur est envoyée à un dépropaniseur. Le gaz circulant dans le conduit 102 et le deuxième mélange réfrigérant circulant dans le conduit 124 entrent dans l'échangeur 112 pour y circuler selon des directions parallèles et à co-courant. Le deuxième mélange réfrigérant sortant de l'échangeur 112 par le conduit 125 est détendu par le dispositif de détente 122. Le dispositif de détente 122 peut être une turbine, une vanne ou une combinaison d'une turbine et d'une vanne. Le deuxième mélange réfrigérant détendu issu du dispositif de détente 122 est envoyé dans l'échangeur 112 pour être vaporisé en circulant à contre courant du gaz naturel et du deuxième mélange réfrigérant. En sortie de l'échangeur 112, le deuxième mélange réfrigérant vaporisé est comprimé par le compresseur 120 puis refroidit dans l'échangeur de chaleur indirecte 121 par échange de chaleur avec un fluide extérieur de refroidissement, par exemple de l'eau ou de l'air. Le deuxième mélange réfrigérant issu de l'échangeur 121 est envoyé dans l'échangeur 111 par le conduit 123. La pression du deuxième mélange réfrigérant en sortie du compresseur 120 peut être comprise entre 2 MPa et 6 MPa. La température du deuxième mélange réfrigérant à la sortie de l'échangeur 121 peut être comprise entre 300C et 55°C. Dans le procédé décrit en référence à la figure 4, le deuxième mélange réfrigérant n'est pas scindé en fractions séparées, mais, pour optimiser l'approche dans l'échangeur 112, le deuxième mélange réfrigérant peut également être séparé en deux ou trois fractions, chaque fraction étant détendue à un niveau de pression différent, puis envoyée à différents étages du compresseur 120. Le deuxième mélange réfrigérant est formé par exemple par un mélange d'hydrocarbures et d'azote tels qu'un mélange de méthane, d'éthane et d'azote mais peut également contenir du propane et/ou du butane. Les proportions en fraction molaires (%) des composants du deuxième mélange réfrigérant peuvent être: Azote: 0 % à 10 % Méthane: 30 % à 70 % Ethane: 30 % à 70 % Propane: 0 % à 10 %

Le gaz naturel sort liquéfié de l'échangeur de chaleur 112 par le conduit 103 à une pression identique à la pression d'entrée du gaz naturel, aux pertes de charge près. Par exemple, le gaz naturel sort de l'échangeur 112 à une pression comprise entre 1 MPa et 15 MPa, de préférence entre 4 MPa et 7 MPa. Ce gaz naturel liquéfié sous pression est détendu par le dispositif de détente 113 jusqu'à une pression proche de la pression atmosphérique. Le gaz naturel liquide obtenu est évacué par le conduit 104.

Le procédé schématisé par la figure 5 représente un mode particulier de réalisation de l'invention. Le procédé schématisé par la figure 5 est identique au procédé schématisé par la figure 4, mis à part que selon le procédé de la figure 5, un appareillage de réfrigération thermo-acoustique 105 supplémentaire est disposé sur le conduit 103. Sur la figure 5, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 105 refroidit le fluide obtenu en sortie de l'échangeur 112 par le conduit 103. L'appareillage de réfrigération 105 opère un refroidissement du fluide d'une valeur comprise entre 1°C et 2O0C, de préférence entre 1°C et 5°C.

Le procédé schématisé par la figure 6 représente un mode particulier de réalisation de l'invention. Le procédé schématisé par la figure 6 est identique au procédé schématisé par la figure 4, mis à part que selon le procédé de la figure 6, un appareillage de réfrigération thermo-acoustique 126 supplémentaire est disposé sur le conduit 125. Sur la figure 6, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 126 refroidit le deuxième mélange réfrigérant obtenu en sortie de l'échangeur 112 par le conduit 125. L'appareillage de réfrigération 126 opère un refroidissement du fluide d'une valeur comprise entre I0C et 200C, de préférence entre 1°C et 50C.

Le procédé schématisé par la figure 7 représente un mode particulier de réalisation de l'invention. Le procédé schématisé par la figure 7 est identique au procédé schématisé par la figure 4, mis à part que selon le procédé de la figure 7, un appareillage de réfrigération thermo-acoustique 105 supplémentaire est disposé sur le conduit 103, et un appareillage de réfrigération thermo¬ acoustique 126 supplémentaire est disposé sur le conduit 125. Sur la figure 7, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 105 refroidit le fluide obtenu en sortie de l'échangeur 112 par le conduit 103, l'appareillage de réfrigération thermo-acoustique 126 refroidit le deuxième mélange réfrigérant obtenu en sortie de l'échangeur 112 par le conduit 125. Les appareillages 105 et 112 opèrent un refroidissement d'une valeur comprise entre 1°C et 200C, de préférence entre 1°C et 5°C.

Le fonctionnement des procédés décrits en relation avec les figures 4, 5, 6 et 7 est illustré par les exemples numériques donnés ci-après. Pour les procédés des figures 4 à 7, le gaz naturel arrive par le conduit 101 à un débit de 40 000 Kmoles/heure (695 tonnes/heure) à la température de 300C et à la pression de 5 MPa. La composition volumique du gaz est de 92% méthane, 6% d'éthane, 1,5% de propane et 0,5% d'azote.

Selon le procédé schématisé par la figure 4, le gaz obtenu dans le conduit 103 est liquéfié et refroidi à la pression de 4,85 MPa et à la température de - 163,5°C, de manière à être totalement liquide après détente à la pression de stockage. Les deux cycles de mélange réfrigérant en cascade permettent d'obtenir cette température. La puissance de compression totale nécessaire est de 194,4 MW (97,2 MW sur 120 et sur 130). Par exemple, pour chaque cycle de mélange réfrigérant, les compresseurs sont entraînés par une turbine à gaz de 82 MW et un moteur attelé de 15,2 MW.

Par rapport au procédé selon la figure 4, selon le procédé schématisé par la figure 5, un appareillage de refroidissement thermo-acoustique 105 est disposé sur le conduit 103 avant le dispositif de détente 113. Cet appareillage 105 permet de fournir une puissance de réfrigération de 2 MW, donc permet de refroidir les 695 tonnes/heures de gaz naturel de -160,50C à -163, 5°C. Ainsi, si on maintient le même débit de gaz naturel que dans l'exemple relatif à la figure 4, la température du gaz naturel en sortie de l'échangeur 112 peut être augmentée à -160,50C. Par conséquent, l'appareillage thermo-acoustique 105 permet de diminuer la puissance de compression nécessitée par les deux cycles de mélange réfrigérant à 186,4 MW. Alternativement, si on maintient la même puissance de compression que dans l'exemple illustrant le procédé de la figure 4, le débit de gaz naturel liquéfié obtenu dans le conduit 104 est augmenté de 4,3%.

Par rapport au procédé selon la figure 4, selon le procédé schématisé par la figure 6, un appareillage de refroidissement thermo-acoustique 126 est disposé sur le conduit 125 avant le dispositif de détente 122. Cet appareillage 126 permet d'abaisser la température du deuxième mélange réfrigérant d'une valeur de 2,4°C, grâce à une puissance calorifique de 2 MW. Ainsi, si on garde le même débit de gaz naturel que dans l'exemple relatif à la figure 4, la pression du deuxième fluide réfrigérant en sortie du dispositif de détente 122, c'est à dire la pression en entrée du compresseur 120, peut être augmentée de 0,03 MPa. Par conséquent, l'appareillage 126 permet de réduire la puissance de compression à 186,7 MW. Alternativement, si on maintient la même puissance de compression que dans l'exemple illustrant le procédé de la figure 4, le débit de gaz naturel liquéfié obtenu dans le conduit 104 est augmenté de 4,2%.

Par rapport au procédé selon la figure 4, selon le procédé schématisé par la figure 7, un appareillage de refroidissement thermo-acoustique 126 est disposé sur le conduit 125 avant le dispositif de détente 122, et un appareillage de refroidissement thermo-acoustique 105 est disposé sur le conduit 103 avant le dispositif de détente 113. L'appareillage 126 permet d'abaisser la température du deuxième mélange réfrigérant de 2,4°C, grâce à une puissance calorifique de 2 MW. Ainsi, si on garde le même débit de gaz naturel que dans l'exemple relatif à la figure 4, la pression du deuxième fluide réfrigérant en sortie du dispositif de détente 122, c'est à dire la pression en entrée du compresseur 120, peut être augmentée de 0,03 MPa. L'appareillage 105 permet de fournir une puissance de réfrigération de 2 MW, donc permet de refroidir les 695 tonnes/heures de gaz naturel de -160,50C à -163,50C. Ainsi, la température du gaz naturel en sortie de l'échangeur 112 peut être augmentée à -160,50C. Par conséquent, les appareillages thermo-acoustique 105 et 126 permettent de diminuer la puissance de compression nécessitée par les deux cycles de mélange réfrigérant à 178,7 MW. Alternativement, si on maintient la même puissance de compression que dans l'exemple illustrant le procédé de la figure 4, le débit de gaz naturel liquéfié obtenu dans le conduit 104 est augmenté de 8,8%. On produit 61 tonnes/heure de GNL supplémentaire par rapport au procédé selon la figure 4.

L'exemple numérique illustrant le procédé selon la figure 7 démontre l'avantage de l'invention par rapport aux deux modes de liquéfactions qui sont la liquéfaction classique par échange de chaleur avec deux fluides réfrigérants (procédé décrit en relation avec la figure 4) et la liquéfaction thermo¬ acoustique. En effet, une liquéfaction thermoacoustique de 4 MW, par exemple deux modules de 2 MW, permet de produire environ 17 tonnes/heure de GNL. Par contre, la liquéfaction thermoacoustique de 4 MW (deux modules de 2 MW) combinée avec une unité de liquéfaction classique permet une production supplémentaire de 61 tonnes/heure.

Les unités de liquéfaction de gaz naturel classiques ont de bons rendements, grâce aux optimisations réalisées depuis de nombreuses années. Cependant, les tailles des turbines à gaz pouvant entraîner les compresseurs sont peu nombreuses, et la capacité de production du GNL de l'unité de liquéfaction est souvent fixée en fonction de ces turbines à gaz. De plus, les compresseurs axiaux sont peu nombreux, la taille des compresseurs centrifuges est limitée par la vitesse admissible en bout d'aube. Ces limitations rendent les capacités de production des unités de liquéfaction très peu flexible, c'est à dire qu'il est difficile de faire varier le débit de gaz naturel produit au cours du temps. De plus, les variations de température entre l'été et l'hiver peuvent engendrer une variation de capacité de production non contrôlable, qui peut poser des problèmes saisonniers d'approvisionnement des clients en GNL. Le procédé selon l'invention permet d'ajuster aisément la capacité de production d'une unité de liquéfaction d'un gaz naturel. En effet, les appareillages de refroidissement thermo-acoustique étant installés en aval d'une vanne, il est aisé d'en disposer plusieurs, par exemple en parallèle, avec des vannes également en parallèles. Par exemple, en référence à la figure 1, le fluide arrivant par le conduit 2 est scindé en plusieurs flux. Chacun de ces flux est refroidi par un appareillage de refroidissement thermo-acoustique. Chacun des flux refroidis est détendu par une vanne. Enfin les flux détendu sont réunis pour former le fluide circulant dans le conduit 4, c'est à dire le gaz naturel liquéfié à pression atmosphérique.

Actuellement, les rendements des appareillages de refroidissement thermo-acoustique sont relativement faibles. Cependant, on peut penser que le rendement de ces équipements, pas encore utilisés dans le domaine de la liquéfaction du gaz naturel, pourra être considérablement amélioré au fur et à mesure de leur développement au présent procédé. Un faible rendement, donc une consommation de gaz importante sur une petite partie de l'unité de liquéfaction, par l'appareillage de refroidissement thermo-acoustique, est acceptable dans un site de production où le prix du gaz est très peu élevé. Cette consommation supplémentaire de gaz est d'autant plus acceptable du fait que l'amélioration du rendement total du procédé selon l'invention par rapport à une unité de liquéfaction classique compense le faible rendement de l'appareillage thermo-acoustique. Par ailleurs, l'investissement financier correspondant à un appareillage de réfrigération thermo-acoustique est très peu élevé comparé au prix considérable d'une unité de liquéfaction de gaz naturel. De plus, un appareillage de réfrigération thermo-acoustique est très compact, et donc augmente peu les surfaces importantes nécessitées pour l'implantation d'un unité de liquéfaction classique : par exemple, un appareillage thermo¬ acoustique d'une puissance de 2 MW peut tenir dans un cercle de 5 m de diamètre.

Le principe de fonctionnement d'un appareillage de refroidissement thermo-acoustique, tel qu'utilisé dans l'invention, est représenté schéma tiquement par la figure 8. Le principe d'un appareillage thermo¬ acoustique consiste à produire du froid à partir de « chaleur brute », en utilisant les propriétés des phénomènes dits « thermo-acoustique » qui sont des phénomènes d'échange thermique et de conversion d'énergie dans les zones de contact, également nommées couche limite thermique, entre un solide et un liquide. En général, l'appareillage thermo-acoustique comporte trois parties. Le moteur thermique 43 est utilisé pour générer une onde acoustique. Le moteur thermique 43 est alimenté en énergie primaire sous forme de chaleur admise par le flux 51. Un gradient thermique important est créé entre une zone chauffée par le flux 51 et une zone refroidie par un fluide à température ambiante arrivant par le conduit 63 et évacué par le conduit 64. Le fluide réfrigérant peut être de l'eau. Ce gradient thermique permet de générer, par phénomène thermo-acoustique, une onde acoustique qui est transmise au réfrigérateur 41 par l'intermédiaire d'un résonateur 42. Le résonateur 42, par exemple, est formé d'un ou plusieurs tubes fermés contenant, par exemple, de l'hélium à moyenne pression. L'onde acoustique s'établit au sein du, ou des tubes. Un réfrigérateur 41 est disposé en aval du résonateur 42. Le réfrigérateur 41 utilise l'énergie de l'onde acoustique pour produire un point froid à basse température selon un procédé de conversion thermo-acoustique. Le fluide à refroidir à basse température est introduit dans le réfrigérateur 41 par le conduit 71, puis est évacué à une température plus basse par le conduit 72. Le réfrigérateur 41 doit évacuer de la chaleur à l'aide d'un fluide à température ambiante arrivant par le conduit 61 et évacué par le conduit 62. Ce fluide peut être de l'eau. Ce fluide peut également être avantageusement un fluide obtenu à une température voisine ou inférieure à O0C lors de la purification du gaz naturel, ou du mélange réfrigérant du premier cycle du procédé de liquéfaction.

Les appareillages de refroidissement thermo-acoustique mis en œuvre dans la présente invention peuvent être développés à partir des prototypes décrits dans les documents cités ci-après. • « Thermoacoustic Natural Gas Liquéfier » de RJ. Hanold et G.W. Swift Journal US DOE et al. Natur. Gas RDD Contract. Rev. Mtg. (Bâton Rouge, LA, 4/4-6/95) Proc. 2 506-511 (April 1995) Petroleum Abstracts ABSTR. NO. 637,273 V36 N.48 (11/30/96) ISSN: 0031-6423 • « Development of a thermoacoustic natural gas liquéfaction » de G.W. Swift ( Second topical conférence on Natural Gas Utilization - AIChE Spring Meeting March 10-14, 2002) • « A thermoacoustically driven puise tube refrigerator capable of working below 120 K » de T.Jin, G.B. Chen, Y. Shen Journal of Cryogénies v41, N°8 2001, P 595-601 • US 4,953,366 .