FR3082204A1 - Procede de production de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene et installation pour la mise en oeuvre de celui-ci. - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un procédé de production de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène comprenant les étapes : i) fourniture d'un courant A comprenant au moins un composé chloré sélectionné parmi le groupe consistant en 2,3-dichloro-1,1,1-trifluoropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane, 1,1,2,3-tetrachloropropene et 2,3,3,3-tétrachloropropène ; et ii) dans un réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact dudit courant A avec HF en présence ou non d'un catalyseur pour produire un courant B comprenant 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, caractérisé en ce que la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur adiabatique est comprise entre 300°C et 400°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe dudit réacteur est inférieure à 20°C.
Description
Procédé de production de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et installation pour la mise en œuvre de celui-ci
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à la production d'hydrofluorooléfines, en particulier la présente invention se rapporte à la production de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène.
Arrière-plan technologique de l'invention
Les hydrocarbures halogénés, en particulier les hydrocarbures fluorés comme les hydrofluorooléfines, sont des composés qui ont une structure utile comme matériaux fonctionnels, solvants, réfrigérants, agents de gonflage et monomères pour polymères fonctionnels ou matériaux de départ pour de tels monomères. Des hydrofluorooléfines comme le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf) attirent l'attention parce qu'elles offrent un comportement prometteur comme réfrigérants à faible potentiel de réchauffement global.
Les procédés de production de fluorooléfines sont habituellement effectués en présence d'une substance de départ telle qu'un alcane contenant du chlore ou un alcène contenant du chlore, et en présence d'un agent fluorant tel que le fluorure d'hydrogène. Ces procédés peuvent être effectués en phase gazeuse ou en phase liquide, en absence ou non de catalyseur. On connaît par exemple par US 2009/0240090 un procédé en phase gazeuse de préparation du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) à partir du 1,1,1,2,3pentachloropropane (HCC-240db). Le HCFO-1233xf ainsi produit est converti en 2-chloro-
1.1.1.2- tétrafluoropropane (HCFC-244bb) en phase liquide puis ce dernier est converti en
2.3.3.3- tétrafluoropropène.
On connaît également par WO 2013/088195, un procédé de préparation du 2,3,3,3tétrafluoropropène à partir du 1,1,1,2,3-pentachloropropane et/ou 1,1,2,2,3pentachloropropane, comprenant les étapes : (a) réaction catalytique du 1,1,1,2,3pentachloropropane et/ou 1,1,2,2,3-pentachloropropane avec HF en un mélange réactionnel comprenant HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, 2,3,3,3-tetrafluoropropène, HF n'ayant pas réagi et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane; (b) séparation du mélange réactionnel en un premier courant comprenant HCl et 2,3,3,3-tétrafluoropropène et un second courant comprenant HF, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2pentafluoropropane; (c) réaction catalytique dudit second courant en un mélange réactionnel comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène non réagi, HF non réagi et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane et (d) alimentation du mélange réactionnel obtenu à l'étape c) directement à l'étape a) sans séparation.
Dans les procédés de production du 2,3,3,3-tétrafluoropropène, la maîtrise et le contrôle de la température de la réaction est un paramètre important qui permet d'atteindre la cinétique de réaction, les conversions et les sélectivités souhaitées. Ceci est également particulièrement recommandé pour éviter des décompositions thermiques de composés thermiquement sensibles pouvant impacter l'activité du catalyseur par la formation de coke et ainsi réduire considérablement la durée de vie du catalyseur.
On connaît par W02008/054781 qu'une température (300-350°C) favorise formation de 1234yf, 245cb, 1233xf, tandis qu'une température plus importante (350-450°C) favorise formation des isomères 1234ze, 245fa, 1233zd.
Il s'avère donc important de maîtriser et de contrôler la température des gaz à l'entrée des réacteurs mais également de maîtriser et de contrôler en tout point de la masse catalytique, s'il y en une.
Un réacteur multitubulaire est par définition le réacteur isotherme idéal pour pouvoir contrôler la température de réaction et obtenir une température de réaction la plus homogène possible puisque le catalyseur est réparti dans des tubes et qu'un fluide peut circuler dans la calandre autour des tubes pour soit éliminer de la chaleur de réaction en cas de réaction exothermique, soit apporter de la chaleur en cas de réaction endothermique. En revanche, lorsque des quantités de catalyseurs importantes doivent être utilisées, la réalisation d'un réacteur multitubulaire peut s'avérer impossible car il faudrait un nombre de tubes trop important et une distribution homogène des gaz dans chacun des tubes s'avère alors très difficile à réaliser. De plus, la maintenance de réacteurs multitubulaires de grande taille s'avère beaucoup plus délicate et coûteuse; en particulier les opérations de changement de catalyseur requièrent une longue immobilisation du réacteur à la fois pour vidanger le catalyseur usagé et pour remplir de façon extrêmement homogène chaque tube par du catalyseur neuf. Cet aspect négatif sera renforcé lorsque la durée de vie du catalyseur sera courte.
Dès lors, l'utilisation d'un réacteur à lit fixe adiabatique est préférée. Néanmoins, ce type de réacteur ne présente pas d'échange de chaleur avec un milieu extérieur par définition. En effet, le réacteur adiabatique est caractérisé par une température non homogène en tout point du lit fixe et ainsi, par un gradient de température à la fois radial et longitudinal, du fait des chaleurs de réaction et des pertes thermiques au niveau des parois externes du réacteur.
Le document US 2016/0347692 décrit la mise en œuvre d'un procédé de production radicalaire en phase gazeuse homogène de propène chloré ou fluoré dans un réacteur adiabatique à écoulement contrôlant les turbulences des flux entrant dans le réacteur.
Il existe néanmoins un besoin pour améliorer les procédés de production de 2-chloro-
3.3.3- trifluoropropène dans des réacteurs adiabatiques.
Résumé de l'invention
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de production de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène comprenant les étapes :
i) fourniture d'un courant A comprenant au moins un composé chloré sélectionné parmi le groupe consistant en 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane,
1.1.2.3- tetrachloropropene et 2,3,3,3-tétrachloropropène ; et ii) dans un réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact dudit courant A avec HF en présence ou non d'un catalyseur pour produire un courant B comprenant 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, caractérisé en ce que la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur adiabatique est comprise entre 300°C et 400°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe dudit réacteur est inférieure à 20°C.
La valeur de la différence de température longitudinale est considérée en valeur absolue.
Selon un mode de réalisation préféré, la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur est comprise entre 340°C et 380°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit réacteur et la sortie du lit fixe dudit réacteur est inférieure à 20°C.
Selon un mode de réalisation préféré, à l'étape ii), le ratio molaire HF/composés chlorés est ajusté de sorte à maintenir la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe du réacteur inférieure à 20°C.
Selon un mode de réalisation préféré, à l'étape ii), le ratio molaire HF/composés chlorés est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit réacteur comprend des parois latérales comportant une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée sur ladite couche intermédiaire ; et la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe dudit réacteur et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit réacteur est inférieure à 10°C. Ladite couche intérieure est celle en contact avec les réactifs. La valeur de la différence de température radiale est considérée en valeur absolue.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit réacteur comprend des parois latérales comportant une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée sur ladite couche intermédiaire; ladite couche isolante étant faite d'un matériau calorifuge M2 dont l'épaisseur varie entre 1 mm et 500 mm.
Selon un mode de réalisation préféré, le matériau calorifuge M2 est sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée.
Selon un mode de réalisation préféré, la pression à l'entrée dudit réacteur est comprise entre 3 et 15 bara.
Selon un mode de réalisation préféré, au moins une partie dudit courant B est recyclée à l'étape i) et ladite au moins une partie dudit courant B recyclée a une conductivité électrique inférieure à 15 mS/cm.
Selon un second aspect, la présente invention concerne une installation de fabrication du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, comprenant :
- un réacteur adiabatique comprenant un fond, un couvercle et des parois latérales faisant jonction entre le fond et le couvercle, au moins un lit fixe et au moins une canne supportant un ou plusieurs capteur(s) de température ; ledit fond, ledit couvercle et lesdites parois latérales comprennent chacun au moins une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée autour de ladite couche intermédiaire; ladite couche intérieure étant faite d'un matériau Ml comprenant une teneur massique en nickel d'au moins 30% ; ladite couche intermédiaire étant faite d'un matériau ΜΓ comprenant au moins 70% en poids de fer ; ladite couche isolante étant faite d'un matériau calorifuge M2 sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée ; la longueur de ladite au moins une canne supportant un ou plusieurs capteur(s) de température étant au moins égale à la hauteur dudit lit fixe ; et ladite au moins une canne comprenant au moins un capteur de température disposé dans ledit lit fixe.
- un système d'alimentation en flux réactionnel dudit réacteur comprenant une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique et au moins une ligne d'amenée d'un courant A comprenant au moins un des composés chlorés sélectionnés parmi le groupe consistant en 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane, 1,1,2,3tetrachloropropene et 2,3,3,3-tétrachloropropène ;
- un système de collecte et de purification du flux de sortie dudit réacteur ;
- au moins un conductimètre apte à mesurer la conductivité électrique du flux réactionnel entrant dans ledit réacteur.
Brève description des figures
La figure 1 représente schématiquement un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
La figure 3 représente schématiquement une vue en coupe transversale d'un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
La figure 4 représente schématiquement une vue en coupe des parois latérales d'un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
La figure 5 représente schématiquement une installation de fabrication de 2,3,3,3tétrafluoropropène selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
Description détaillée de l'invention
La présente invention se rapporte à un procédé de production de 2-chloro-3,3,3trifluoropropène. De préférence, ledit procédé de production de 2-chloro-3,3,3trifluoropropène comprend les étapes :
i) fourniture d'un courant A comprenant au moins un des composés chlorés sélectionnés parmi le groupe consistant en 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 1,1,1,2,3pentachloropropane, 1,1,2,3-tetrachloropropene et 2,3,3,3-tétrachloropropène ; et ii) dans un réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact dudit courant A avec HF en présence ou non d'un catalyseur pour produire un courant B comprenant 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène.
De préférence, la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur est comprise entre 300°C et 400°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe du réacteur est inférieure à 20°C.
De préférence, la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur est comprise entre 330°C et 400°C, de préférence entre 330°C et 390°C, en particulier entre 340°C et 380°C. Dans cette étape ii), une température supérieure à 400°C peut rendre le catalyseur inactif de façon irréversible tandis qu'une température inférieure à 300°C empêche la réaction de fluoration d'être mise en œuvre.
Comme mentionné ci-dessus, dans un réacteur adiabatique, la température au sein du réacteur, et en particulier au sein du lit fixe, varie longitudinalement, c'est-à-dire que la température varie entre l'entrée du réacteur et la sortie du réacteur, en particulier entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe. La figure 2 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un réacteur 1 selon un mode particulier de la présente invention et comprenant un lit fixe 5. La différence de température longitudinale ATa est définie par la différence de température entre l'entrée du lit fixe 9 et la sortie du lit fixe 10.
De préférence, la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit réacteur et la sortie du lit fixe dudit réacteur est inférieure à 20°C, avantageusement inférieure à 19°C, de préférence inférieure à 18°C, plus préférentiellement inférieure à 17°C, en particulier inférieure à 16°C, plus particulièrement inférieure à 15°C, de manière privilégiée inférieure à 14°C, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 13°C, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 12°C, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 11°C, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 10°C.
Selon un mode de réalisation préféré, l'étape ii) est mise en œuvre en présence d'un catalyseur, de préférence un catalyseur à base de chrome. De préférence, le catalyseur à base de chrome peut être un oxyde de chrome (par exemple CrCh, Crûs ou CrjOa), un oxyfluorure de chrome ou un fluorure de chrome (par exemple CrFa) ou un mélange de ceux-ci. L'oxyfluorure de chrome peut contenir une teneur en fluor comprise entre 1 et 60% en poids sur base du poids total de l'oxyfluorure de chrome, avantageusement entre 5 et 55% en poids, de préférence entre 10 et 52% en poids, plus préférentiellement entre 15 et 52% en poids, en particulier entre 20 et 50% en poids, plus particulièrement entre 25 et 45% en poids, de manière privilégiée entre 30 et 45% en poids, de manière plus privilégiée de 35 à 45% en poids de fluor sur base du poids total de l'oxyfluorure de chrome. Le catalyseur peut également comprendre un co-catalyseur choisi parmi le groupe consistant en Ni, Co, Zn, Mg, Mn, Fe, Zn, Ti, V, Zr, Mo, Ge, Sn, Pb, Sb ; de préférence Ni, Co, Zn, Mg, Mn ; en particulier Ni, Co, Zn. La teneur en poids du co-catalyseur est comprise entre 1 et 10% en poids sur base du poids total du catalyseur. Le catalyseur peut être supporté ou non. Un support tel que l'alumine, par exemple sous sa forme alpha, de l'alumine activée, les halogénures d'aluminium (AIF3 par exemple), les oxyhalogénures d'aluminium, du charbon actif, fluorure de magnésium ou du graphite peut être utilisé.
De préférence, le catalyseur peut une surface spécifique entre 1 et 100 m2/g, de préférence entre 5 et 80 m2/g, plus préférentiellement entre 5 et 70 m2/g, idéalement entre 5 et 50 m2/g, en particulier entre 10 et 50 m2/g, plus particulièrement entre 15 et 45 m2/g.
Selon un autre mode de réalisation préféré, l'étape ii) est mise en œuvre en l'absence de catalyseur. Dans ce cas, ledit lit fixe contient un solide inerte. Le solide inerte peut être du corindon, du carbure de silicium, des billes ou anneaux de quartz, un garnissage métallique d'un métal Ml tel que défini dans la présente demande ou des billes de nickel.
Selon un mode de réalisation préféré, l'étape ii) est mise en œuvre à la pression atmosphérique ou à une pression supérieure à celle-ci, avantageusement à une pression supérieure à 1,5 bara, de préférence à une pression supérieure à 2,0 bara, en particulier à une pression supérieure à 2,5 bara, plus particulièrement à une pression supérieure à 3,0 bara. De préférence, l'étape ii) est mise en œuvre à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 20 bara, de préférence entre 2 et 18 bara, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara. De préférence, l'étape ii) du présent procédé est mise en œuvre avec un temps de contact entre 1 et 100 s, de préférence entre 2 et 75 s, en particulier entre 3 et 50 s. On peut ajouter un oxydant, comme l'oxygène ou le chlore, en cours de l'étape ii). Le rapport molaire de l'oxydant sur le composé hydrocarbure peut être entre 0,005 et 2, de préférence entre 0,01 et 1,5. L'oxydant peut être de l'oxygène pur, de l'air ou un mélange d'oxygène et d'azote.
De préférence, à l'étape ii), le ratio molaire HF/ledit au moins un composé chloré est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12. Avantageusement, le ratio molaire HF/ ledit au moins un composé chloré est compris entre 12 :1 et 150 :1, de préférence entre 12 :1 et 125 :1, plus préférentiellement entre 12 :1 et 100 :1.
Comme mentionné ci-dessus, dans un réacteur adiabatique, la température au sein du réacteur, et en particulier au sein du lit fixe, varie radialement, c'est-à-dire que la température varie entre le centre du réacteur et les parois latérales du réacteur situées dans le même plan, en particulier entre le centre du lit fixe et la paroi latérale du réacteur située dans le même plan.
Le contrôle de la température radiale dans le lit fixe peut être effectué en isolant les parois latérales dudit réacteur avec un matériau calorifuge d'une épaisseur définie. Ainsi, lesdites parois latérales comprennent chacune au moins une couche intérieure et une couche isolante disposée autour de ladite couche intérieure. De préférence, une couche intermédiaire est disposée entre ladite couche intérieure et ladite couche isolante.
La figure 3 représente une vue transversale suivant le plan de coupe (a,a') d'un réacteur 1 selon un mode de réalisation de la présente invention et comprenant un lit fixe 5. Les parois latérales 3 dudit réacteur comprennent une couche intérieure 21, une couche intermédiaire 22 disposée sur ladite couche intérieure 21 et une couche isolante 23 disposée sur ladite couche intermédiaire 22 (Figure 4). La différence de température radiale ATb est définie par la différence entre un point situé au centre du lit fixe 5 du réacteur et un point 12 situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure 21 de la paroi latérale 3 dudit réacteur (Figure 3).
Ainsi, la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe du réacteur et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit réacteur est inférieure à 10°C, avantageusement inférieure à 9°C, de préférence inférieure à 8°C, plus préférentiellement inférieure à 7°C, en particulier inférieure à 6°C, plus particulièrement inférieure à 5°C.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche intérieure a une épaisseur comprise entre 0,01 et 20 mm. De préférence, ladite couche intérieure peut avoir une épaisseur comprise entre 0,05 et 15 mm, de préférence entre 0,1 et 10 mm, plus préférentiellement entre 0,1 et 5 mm.
Ladite couche intérieure peut être faite d'un matériau Ml comprenant une teneur massique en nickel d'au moins 30%. Avantageusement, le matériau Ml comprend au moins 40% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml. De préférence, le matériau Ml comprend au moins 45 % en poids de nickel, plus préférentiellement au moins 50% en poids de nickel, en particulier au moins 55% en poids de nickel, plus particulièrement au moins 60% en poids de nickel, de manière privilégiée au moins 65% en poids de nickel, de manière plus privilégiée au moins 70% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du chrome dans une teneur inférieure à 35% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 30% en poids, de préférence inférieure à 20% en poids, plus préférentiellement inférieure à 15% en poids, en particulier inférieure à 10% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du molybdène dans une teneur inférieure à 35% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 30% en poids, de préférence inférieure à 20% en poids, plus préférentiellement inférieure à
15% en poids, en particulier inférieure à 10% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. De préférence, le matériau Ml comprend au moins 40% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml, de préférence au moins 45 % en poids de nickel, plus préférentiellement au moins 50% en poids de nickel, en particulier au moins 55% en poids de nickel, plus particulièrement au moins 60% en poids de nickel, de manière privilégiée au moins 65% en poids de nickel, de manière plus privilégiée au moins 70% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml ; et moins de 35% en poids de chrome, avantageusement moins de 30% en poids, de préférence moins de 20% en poids, plus préférentiellement moins de 15% en poids, en particulier moins de 10% en poids, plus particulièrement moins de 5% en poids de chrome sur base du poids total du matériau Ml ; et moins de 35% en poids de molybdène, avantageusement moins de 30% en poids, de préférence moins de 20% en poids, plus préférentiellement moins de 15% en poids, en particulier moins de 10% en poids, plus particulièrement moins de 5% en poids de molybdène, sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du cobalt dans une teneur inférieure à 10% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 8% en poids, de préférence inférieure à 6% en poids, plus préférentiellement inférieure à 4% en poids, en particulier inférieure à 3% en poids, plus particulièrement inférieure à 2% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du tungstène dans une teneur inférieure à 10% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 9% en poids, de préférence inférieure à 8% en poids, plus préférentiellement inférieure à 7% en poids, en particulier inférieure à 6% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du fer dans une teneur inférieure à 25% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 20% en poids, de préférence inférieure à 15% en poids, plus préférentiellement inférieure à 10% en poids, en particulier inférieure à 7% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du manganèse dans une teneur inférieure à 5% en poids sur base du poids total de l'alliage, avantageusement inférieure à 4% en poids, de préférence inférieure à 3% en poids, plus préférentiellement inférieure à 2% en poids, en particulier inférieure à 1% en poids, plus particulièrement inférieure à 0,5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du cuivre dans une teneur inférieure à 50% en poids, avantageusement inférieure à 45% en poids, de préférence inférieure à 40% en poids, plus préférentiellement inférieure à 35% en poids, en particulier inférieure à 30% en poids, plus particulièrement inférieure à 25% en poids de cuivre sur base du poids total du matériau Ml.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche intermédiaire a une épaisseur comprise entre 0,1 et 50 mm. De préférence, ladite couche intermédiaire peut avoir une épaisseur comprise entre 0,5 et 40 mm, de préférence entre 1 et 30 mm, plus préférentiellement entre 1 et 25 mm. Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche intermédiaire 22 est disposée entre ladite couche intérieure 21, en contact avec les réactifs, et ladite couche isolante 23 (Figure 4). Ladite couche intermédiaire 22 peut être faite d'un matériau ΜΓ. Selon un mode de réalisation préféré, le matériau ΜΓ comprend au moins 70% en poids de fer, avantageusement au moins 75% en poids, de préférence au moins 80% en poids, plus préférentiellement au moins 85% en poids, en particulier au moins 90% en poids, plus particulièrement au moins 95% en poids de fer sur base du poids total du matériau ΜΓ. Le matériau ΜΓ peut également comprendre moins de 2% en poids de carbone, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1% en poids, plus préférentiellement moins de 0,75% en poids, en particulier moins de 0,5% en poids, plus particulièrement moins de 0,2% en poids, de manière privilégiée moins de 0,1% en poids sur base du poids total du matériau ΜΓ. Plus particulièrement, le matériau ΜΓ peut comprendre entre 0,01 et 0,2% en poids de carbone sur base du poids total du matériau ΜΓ. Le matériau ΜΓ peut également comprendre moins de 2% en poids de molybdène, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1,25% en poids, plus préférentiellement moins de 1% en poids de molybdène sur base du poids total du matériau ΜΓ. Plus particulièrement, le matériau ΜΓ peut comprendre entre 0,1 et 1% en poids de molybdène sur base du poids total du matériau ΜΓ. Le matériau ΜΓ peut également comprendre moins de 5% en poids de chrome, avantageusement moins de 4% en poids, de préférence moins de 3% en poids, plus préférentiellement moins de 2% en poids, en particulier moins de 1% en poids de chrome sur base du poids total du matériau ΜΓ. Plus particulièrement, le matériau ΜΓ peut comprendre entre 0,5 et 2% en poids de chrome sur base du poids total du matériau ΜΓ. Le matériau ΜΓ peut également comprendre moins de 2% en poids de silicium, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1,25% en poids, plus préférentiellement moins de 1% en poids de silicium sur base du poids total du matériau ΜΓ. Plus particulièrement, le matériau ΜΓ peut comprendre entre 0,1 et 1,5 % en poids de silicium sur base du poids total du matériau ΜΓ. Le matériau ΜΓ peut également comprendre moins de 2% en poids de manganèse, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1,25% en poids, plus préférentiellement moins de 1% en poids de manganèse sur base du poids total du matériau ΜΓ. Plus particulièrement, le matériau ΜΓ peut comprendre entre 0,1 et 1% en poids de manganèse sur base du poids total du matériau Ml'.
De préférence, ladite couche isolante est faite d'un matériau calorifuge M2. Ledit matériau calorifuge M2 est sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée. Les fibres de silicate incluent par exemple les fibres d'aluminosilicates. En particulier, les parois latérales dudit réacteur comprennent une couche isolante faite d'un matériau calorifuge M2 dont l'épaisseur varie entre 1 mm et 500 mm, de préférence entre 5 mm et 400 mm.
Selon un mode de réalisation préféré, la pression à l'entrée dudit réacteur est la pression atmosphérique ou une pression supérieure à celle-ci, avantageusement la pression à l'entrée dudit réacteur est supérieure à 1,5 bara, de préférence supérieure à 2,0 bara, en particulier supérieure à 2,5 bara, plus particulièrement supérieure à 3,0 bara. De préférence, l'étape ii) est mise en œuvre à une pression à l'entrée dudit réacteur comprise entre la pression atmosphérique et 20 bara, de préférence entre 2 et 18 bara, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit au moins un composé chloré et HF sont mis en contact préalablement à l'entrée de ceux-ci dans ledit réacteur. Le mélange résultant est le mélange C.
De préférence, ledit au moins un composé chloré est à l'état liquide. Celui-ci est vaporisé par mélange avec l'HF. Le mélange résultant C est alors sous forme gazeuse. En particulier, le mélange entre HF et ledit au moins un composé chloré est effectué dans un mélangeur statique. De préférence, ledit au moins un composé chloré est introduit dans le mélangeur statique via une ou plusieurs buses de pulvérisation. Ledit au moins un composé chloré est ainsi pulvérisé sous forme de gouttelettes avant d'être vaporisé par mélange avec HF, formant ainsi un mélange C sous forme gazeuse. La pulvérisation dudit au moins un composé chloré sous forme de fines gouttelettes permet d'assurer une vaporisation plus efficace de celui-ci. Par exemple, le diamètre moyen des gouttelettes ainsi produites peut être inférieur à 500 pm.
Ledit mélange C peut optionnellement être chauffé ou refroidi avant son introduction dans ledit réacteur. Cette étape peut être réalisée par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur pour contrôler la température à l'entrée dudit réacteur.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant B comprend également 2-chloro-
3.3.3- trifluoropropène, HF et HCl et optionnellement ledit au moins un composé chloré n'ayant pas réagi. Le courant B peut être purifié, de préférence par distillation, pour isoler le 2-chloro-
3.3.3- trifluoropropène.
Selon un mode de réalisation particulier, le courant B comprend, outre 2-chloro-3,3,3trifluoropropène, HCl, HF, 2,3,3,3-tetrafluoropropène. Le courant B peut optionnellement comprendre 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène, 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène et/ou 1,1,1,2,2pentafluoropropane.
Selon un mode de réalisation préféré, le courant B est purifié, de préférence par distillation, pour former un premier courant comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, et un second courant comprenant HF et 2chloro-3,3,3-trifluoropropène et optionnellement 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3trichloro-3-fluoropropène. En particulier, la distillation peut être effectuée à une pression de 1 à 20 bara, de préférence de 2 à 18 bara, plus particulièrement à une pression de 3 à 15 bara. En particulier, la température en tête de colonne de distillation est de -85°C à -10°C, de préférence de -60°C à -20°C.
Alternativement, le courant B est purifié, de préférence par distillation, pour former un courant comprenant HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, 2,3,3,3-tétrafluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane et un courant comprenant HF et optionnellement 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène. Dans ce mode de réalisation alternatif, le courant comprenant l'acide fluorhydrique et optionnellement
2.3- dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène peut être recyclé à l'étape ii) du présent procédé.
Selon un mode réalisation préféré, ledit courant B obtenu à l'étape ii) est refroidi préalablement à la purification mentionnée ci-dessus. En particulier, ledit courant B obtenu à l'étape ii) est refroidi à une température inférieure à 100°C, puis distillé pour former ledit premier courant comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl et optionnellement 1,1,1,2,2pentafluoropropane, et ledit second courant comprenant HF et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et optionnellement 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène ; la température en tête de colonne de distillation est de -60°C à -20°C et la distillation est mise en œuvre à une pression de 3 à 15 bara.
Ledit courant B peut être refroidi, avant distillation, à une température inférieure à 95°C, avantageusement inférieure à 90°C, de préférence inférieure à 85°C, plus préférentiellement inférieure à 80°C, en particulier inférieure à 70°C, plus particulièrement inférieure à 60°C, de manière privilégiée inférieure à 55°C, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 50°C, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 40°C, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 30°C, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 25°C, de manière plus particulièrement privilégiée inférieure à 20°C. Le refroidissement du flux de produits obtenu à de telles températures peut faciliter la distillation ultérieure.
Le refroidissement dudit courant B peut être effectué grâce à un ou une pluralité d'échangeurs de chaleur. Le refroidissement dudit courant B peut être effectué en faisant passer celui-ci au travers de un, deux, trois, quatre, cinq, six, sept, huit, neuf ou dix échangeurs de chaleur, de préférence le nombre d'échangeurs de chaleur est compris entre 2 et 8, en particulier entre 3 et 7.
Ledit second courant comprenant HF et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et optionnellement 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène peut être purifié, de préférence par distillation, pour former un troisième courant comprenant l'acide fluorhydrique et optionnellement 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3fluoropropène, et un quatrième courant comprenant au moins 95% en poids de 2-chloro-3,3,3trifluoropropène, de préférence au moins 98% en poids de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène sur base du poids total dudit quatrième courant.
Le troisième courant comprenant l'acide fluorhydrique et optionnellement 2,3-dichloro-
3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène peut être recyclé à l'étape ii) du présent procédé. Dans ce cas, ledit troisième courant est mélangé avec de l'acide fluorhydrique avant d'être utilisé à l'étape ii) du présent procédé.
De préférence, le procédé selon la présente invention est mis en œuvre en continu.
De préférence, le procédé est mis en œuvre en continu et en phase gazeuse.
De préférence, ledit courant A a une conductivité électrique inférieure à 15 mS/cm. Avantageusement, la conductivité électrique dudit courant A est inférieure 14 mS/cm, de préférence inférieure à 13 mS/cm, plus préférentiellement inférieure à 12 mS/cm, en particulier inférieure à 11 mS/cm, plus particulièrement inférieure à 10 mS/cm, de manière privilégiée inférieure à 9 mS/cm, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 8 mS/cm, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 7 mS/cm, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 6 mS/cm, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 5 mS/cm. De préférence, l'étape ii) est réalisée en présence d'acide fluorhydrique ayant une conductivité électrique inférieure à 10 mS/cm, de préférence inférieure à 5 mS/cm.
De préférence, la conductivité électrique du troisième courant pouvant être recyclé vers l'étape ii) est inférieure à 15 mS/cm, avantageusement inférieure à 10 mS/cm, de préférence inférieure à 5 mS/cm.
La conductivité électrique dudit courant A ou de HF ou du troisième courant ou du courant comprenant HF dans le mode de réalisation décrit ci-dessus est mesurée préalablement à l'étape i) ou ii). De préférence, la conductivité électrique est mesurée lorsque le courant considéré ou l'HF est sous forme liquide. Ledit procédé selon la présente invention peut donc comprendre une étape de chauffage du courant considéré ou de l'HF préalable à la mise en œuvre de l'étape i) pour fournir ledit courant A sous forme gazeuse. De préférence, ledit courant A mis en œuvre à l'étape i) est sous forme gazeuse lors de sa mise en contact avec HF.
Selon un second aspect de la présente invention, un réacteur adiabatique 1 est fourni. De préférence, ledit réacteur 1 comprend un fond 4, un couvercle 2 et des parois latérales 3 faisant jonction entre le fond 4 et le couvercle 2, au moins un lit fixe 5 et au moins une canne 6 supportant un ou plusieurs capteurs de température 7a,7b (Figure 1).
De préférence, ledit fond 4, ledit couvercle 2 et lesdites parois latérales 3 comprennent chacun au moins une couche intérieure 21, une couche intermédiaire 22 disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante 23 disposée autour de ladite couche intermédiaire 22. Lesdites couches intérieure 21, intermédiaire 22 et isolante 23 sont faites respectivement d'un matériau Ml, ΜΓ et M2 comme décrit ci-dessus.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche isolante 23 peut être recouverte par une couche de base 24. Ainsi, ladite couche isolante 23 est disposée entre ladite couche intermédiaire 22 et ladite couche de base 24 (Figure 4). Ladite couche de base 24 peut être faite d'un matériau M3. Ledit matériau M3 peut être un revêtement métallique réalisé avec des tôles d'aluminium, d'acier inoxydable ou d'acier galvanisé. De préférence, ladite couche de base a une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 2 mm.
Ladite couche intérieure 21, ladite couche intermédiaire 22, ladite couche isolante 23 et ladite couche de base 22 peuvent être disposées l'une sur l'autre selon des techniques bien connues de l'homme de l'art.
De préférence, la longueur de ladite au moins une canne 6 est au moins égale à la hauteur dudit lit fixe 5. En particulier, ladite au moins une canne 6 comprend au moins un capteur ou au moins deux capteurs ou au moins 3 capteurs de température, avantageusement au moins 5 capteurs de température, de préférence au moins 7 capteurs de température, en particulier au moins 10 capteurs de température, de manière privilégiée au moins 12 capteurs de température, de manière préférentiellement privilégiée au moins 15 capteurs de température.
De préférence, au moins un desdits un ou plusieurs capteurs de température, supporté par ladite au moins une canne, est disposé dans ledit lit fixe 5. En particulier, au moins deux ou trois ou quatre ou cinq ou six ou sept capteurs de température, supporté par ladite au moins une canne, sont disposés dans ledit lit fixe 5
De préférence, chaque canne 6 peut comporter soit un nombre identique, soit un nombre différent de capteurs de température. En particulier, chaque canne peut comporter un capteur de température dans le ciel et/ou dans le fond du réacteur (Figure 1, Référence 7b et 7b'). De même, les capteurs de température 7a, 7b peuvent être répartis à équidistance ou de façon plus ciblée en fonction des besoins de contrôle du profil de température dans le lit fixe.
De préférence, ledit réacteur peut comprendre au moins deux cannes 6, plus préférentiellement au moins trois cannes 6, en particulier au moins quatre cannes 6. En particulier, ledit réacteur peut comprendre entre 1 et 20 cannes 6, avantageusement entre 2 et 15 cannes 6, de préférence entre 3 et 10 cannes 6.
De préférence, le réacteur 1 est alimenté en composé hydrocarbure 14 par des lignes d'alimentation 13. Le réacteur comprend également des lignes d'effluent ou de sortie 15 permettant d'évacuer le mélange réactionnel 16 du réacteur (Figure 1).
De préférence, les lignes d'alimentation ou de sortie du réacteur sont faites de matériau capable de résister également à la corrosion, par exemple faites du matériau Ml recouvert d'une couche de matériau M2 et d'une couche de base faite d'un matériau M3. Les lignes d'alimentation peuvent être de forme tubulaire. Alternativement, les lignes d'alimentation ou de sortie peuvent comprendre une couche intérieure, de préférence faite d'un matériau Ml tel que décrit ci-dessus, une couche isolante, de préférence faite d'un matériau M2 tel que décrit ci-dessus, et une couche de base, de préférence faite d'un matériau M3 tel que décrit ci-dessus. Le réacteur comprend également un ou plusieurs déphlegmateur(s), un ou plusieurs tube(s) plongeur(s), un ou plusieurs dispositif(s) d'introduction des matières premières, une ou plusieurs grille(s) de support et de retenue du catalyseur. Ledit un ou plusieurs déphlegmateur(s) et/ou ledit un ou plusieurs tube(s) plongeur(s) et/ou ledit un ou plusieurs dispositif(s) d'introduction des matières premières et/ou ladite une ou plusieurs grille(s) de support et de retenue du catalyseur peuvent comprendre une couche intérieure, de préférence faite d'un matériau Ml tel que décrit ci-dessus.
De préférence, le lit fixe 5 comprend un catalyseur ou un solide inerte ou les deux. Le solide inerte peut être du corindon, du carbure de silicium, des billes ou anneaux de quartz, un garnissage métallique d'un métal Ml tel que défini dans la présente demande ou des billes de nickel. De préférence, lorsque le lit fixe 5 comprend un catalyseur, le solide inerte est disposé dans la partie supérieure 17 et la partie inférieure 18 du lit fixe 5, ledit catalyseur 19c se trouvant entre les couches du solide inerte 19a et 19b, dans la partie centrale 20 du lit fixe 5. Dans un mode de réalisation alternatif, lorsque le lit fixe 5 comprend un catalyseur, le solide inerte est disposé dans la partie supérieure 17 ou dans la partie inférieure 18 du lit fixe 5. Dans un mode de réalisation alternatif, lorsque le lit fixe 5 comprend un catalyseur, aucune couche de solide inerte n'est disposée dans le lit fixe. Dans un mode de réalisation alternatif, dans lequel le réacteur ne contient pas catalyseur, la partie inférieure 18, la partie centrale 20 et la partie supérieure 17 du lit fixe 5 peuvent contenir uniquement du solide inerte. Ce mode de réalisation alternatif peut être mis en œuvre lorsque, par exemple, l'étape ii) du procédé selon la présente invention est réalisée en l'absence de catalyseur. Dans ce cas, le solide inerte permet d'améliorer la distribution des gaz à l'intérieur du réacteur. De préférence, le solide inerte est du corindon ou des billes de nickel.
De préférence, le lit fixe 5 contient une couche de catalyseur 19c dans sa partie centrale 20. Dans un mode de réalisation préféré, le catalyseur est réparti de manière homogène dans le lit fixe. La répartition homogène du catalyseur dans le lit fixe permet de minimiser les perturbations dans l'écoulement des gaz et d'éviter les points chauds au sein de la couche de catalyseur. La présence de points chauds peut conduire à une cristallisation irréversible du catalyseur entraînant une désactivation de celui-ci. Le chargement du lit fixe est réalisé selon la méthode spécifique de chargement dense du catalyseur. Cette méthode est connue de l'homme de l'art. Elle permet d'obtenir une distribution optimale du catalyseur à l'intérieur du réacteur en évitant les renardages (channelling) durant la réaction et l'attrition du catalyseur. De manière générale, la densité massique apparente du catalyseur dans le lit fixe est supérieure à la densité massique théorique de celui-ci. La densité massique apparente est déterminée suivant la norme ASTM D1895.
De préférence, ledit réacteur est un réacteur de fluoration en phase gazeuse.
La présente invention permet de mettre en œuvre un procédé de production de 2chloro-3,3,3-trifluoropropène avec une quantité de catalyseur plus importante, si celui-ci est réalisé en présence de catalyseur. En outre, la maîtrise et le contrôle de la température de manière radiale et longitudinale permettent de maintenir une conversion et une sélectivité des réactions.
Selon un troisième aspect de l'invention, une installation de fabrication du 2-chloro-
3,3,3-trifluoropropène est fourni. De préférence, l'installation comprend un réacteur adiabatique 101 selon la présente invention, un système d'alimentation en flux réactionnel dudit réacteur, un système de collecte et de purification du flux de sortie 105 dudit réacteur. De préférence, ladite installation comprend également au moins un conductimètre 121 apte à mesurer la conductivité électrique du flux réactionnel entrant dans ledit réacteur.
De préférence, ladite installation comprend également un échangeur de chaleur 106 alimenté par le flux de sortie 105 et connecté à une première colonne de distillation 108. De préférence, ladite installation comprend également un compresseur 110 alimenté par le courant issu de ladite première colonne de distillation 108. De préférence, ladite installation comprend une seconde colonne de distillation 112 alimenté par un courant issu du compresseur 110. Ladite seconde colonne de distillation 112 vise à éliminer tout ou partie du HCl présent dans le courant acheminé vers celle-ci. Ladite installation peut également comprendre une pluralité d'autres colonnes de distillation pour purifier le 2,3,3,3-tétrafluoropropène si celui-ci est présent dans le flux de sortie 105.
Une installation selon un mode de réalisation particulier de la présente invention est illustrée à la figure 5. Le système d'alimentation en flux réactionnel du réacteur 101 comprend une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique 102,120 et une ligne d'amenée dudit composé chloré 103 et un dispositif de mélange 104 de l'acide fluorhydrique et dudit composé chloré. Ledit dispositif de mélange 104 est de préférence un mélangeur statique. Ainsi, l'acide fluorhydrique et ledit composé chloré sont mélangés, pulvérisés et vaporisés dans ledit dispositif de mélange 104 avant d'être introduits dans ledit réacteur 101. De préférence, le flux de sortie 105 du réacteur 101 comprend 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, HF, HCl, 2,3,3,3tétrafluoropropène et optionnellement ledit composé chloré n'ayant pas réagi, 2,3-dichloro-3,3difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène. L'installation comprend un échangeur de chaleur 106 apte à refroidir le flux de sortie 105 issu dudit réacteur 101 pour former un courant refroidi. Le flux de sortie 105 est acheminé vers un dispositif de refroidissement 106. Le flux de sortie 105 est ainsi refroidi à une température de 0°C à 70°C avant d'être introduit dans une colonne de distillation 108 via une conduite 107. La colonne de distillation 108 est configurée de sorte à permettre la séparation entre d'un côté l'acide chlorhydrique et le 2,3,3,3tetrafluoropropène et d'un autre côté l'acide fluorhydrique et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et optionnellement ledit composé chloré n'ayant pas réagi, 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et
2.3.3- trichloro-3-fluoropropène. Le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et l'acide chlorhydrique est récupéré en tête de colonne de distillation 108 pour être acheminé par une conduite 109 vers un compresseur 110. Le compresseur permet de comprimer le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et l'acide chlorhydrique à une pression comprise entre 10 et 25 bara. Le courant ainsi comprimé est acheminé par la conduite 111 vers une seconde colonne de distillation 112. Celle-ci est configurée de sorte à séparer d'un côté le
2.3.3.3- tetrafluoropropène et de l'autre l'acide chlorhydrique. L'acide chlorhydrique est récupéré est tête de colonne de distillation 112 pour être acheminé vers un dispositif de purification 116 par la conduite 115. Le dispositif de purification 116 de l'acide chlorhydrique est un dispositif connu de l'art antérieur, par exemple de WO 2015/079137. Le 2,3,3,3tetrafluoropropène est récupéré en pied de colonne de distillation 112 pour être acheminé par la conduite 113 vers un dispositif de purification 114. Le courant comprenant HF et 2-chloro-
3.3.3- trifluoropropène et optionnellement ledit composé chloré n'ayant pas réagi, 2,3-dichloro-
3.3- difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène est récupéré en pied de colonne de distillation 108. Ce courant peut être acheminé vers un réacteur de fluoration ou purifié. La figure 5 représente un mode de réalisation dans lequel ce courant est purifié. Celui-ci est donc acheminé par la conduite 117 vers une colonne de distillation 118. Le courant 119 obtenu et récupéré en tête de colonne de distillation comprend 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène. Le courant récupéré en pied de colonne de distillation 118 comprend HF et optionnellement ledit composé chloré n'ayant pas réagi, 2,3-dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3fluoropropène, est recyclé vers le dispositif de mélange 104. La conductivité électrique du courant ainsi recyclé est mesurée par le conductimètre 121' avant l'introduction de celui-ci dans le dispositif de mélange 104. L'installation peut également comprendre un conductimètre 121 et 12Γ pour mesurer la conductivité électrique respectivement du HF issu de la ligne d'amenée 102 et du composé chloré issu de la ligne d'amenée 103, avant l'introduction de ceux-ci dans le dispositif de mélange 104. Alternativement, le courant récupéré en pied de colonne de distillation 118 et comprenant HF et optionnellement ledit composé chloré n'ayant pas réagi,
2.3- dichloro-3,3-difluoropropène et 2,3,3-trichloro-3-fluoropropène, peut être recyclé vers le réacteur 101.
Claims (10)
- Revendications1. Procédé de production de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène comprenant les étapes :i) fourniture d'un courant A comprenant au moins un composé chloré sélectionné parmi le groupe consistant en 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane,1,1,2,3-tetrachloropropene et 2,3,3,3-tétrachloropropène ; et il) dans un réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact dudit courant A avec HF en présence ou non d'un catalyseur pour produire un courant B comprenant 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, caractérisé en ce que la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur adiabatique est comprise entre 300°C et 400°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe dudit réacteur est inférieure à 20°C.
- 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la température à l'entrée du lit fixe dudit réacteur est comprise entre 340°C et 380°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit réacteur et la sortie du lit fixe dudit réacteur est inférieure à 20°C.
- 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, à l'étape il), le ratio molaire HF/composés chlorés est ajusté de sorte à maintenir la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe du réacteur inférieure à 20°C.
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, à l'étape il), le ratio molaire HF/composés chlorés est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit réacteur comprend des parois latérales comportant une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée sur ladite couche intermédiaire ; et la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe dudit réacteur et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit réacteur est inférieure à 10°C.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit réacteur comprend des parois latérales comportant une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée sur ladite couche intermédiaire; ladite couche isolante étant faite d'un matériau calorifuge M2 dont l'épaisseur varie entre 1 mm et 500 mm.
- 7. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que le matériau calorifuge M2 est sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée.
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pression à l'entrée dudit réacteur est comprise entre 3 et 15 bara.
- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins une partie dudit courant B est recyclée à l'étape i) et ladite au moins une partie dudit courant B recyclée a une conductivité électrique inférieure à 15 mS/cm.
- 10. Installation de fabrication du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, comprenant :- un réacteur adiabatique (101) comprenant un fond (4), un couvercle (2) et des parois latérales (3) faisant jonction entre le fond (4) et le couvercle (2), au moins un lit fixe (5) et au moins une canne (6) supportant un ou plusieurs capteur(s) de température (7a,7b) ; ledit fond (4), ledit couvercle (2) et lesdites parois latérales (3) comprennent chacun au moins une couche intérieure (21), une couche intermédiaire (22) disposée sur ladite couche intérieure (21) et une couche isolante (23) disposée autour de ladite couche intermédiaire (22) ; ladite couche intérieure (21) étant faite d'un matériau Ml comprenant une teneur massique en nickel d'au moins 30%; ladite couche intermédiaire (22) étant faite d'un matériau ΜΓ comprenant au moins 70% en poids de fer; ladite couche isolante (23) étant faite d'un matériau calorifuge M2 sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée ; la longueur de ladite au moins une canne (6) supportant un ou plusieurs capteur(s) de température (7a,7b) étant au moins égale à la hauteur dudit lit fixe (5) ; et ladite au moins une canne (6) comprenant au moins un capteur de température (7a) disposé dans ledit lit fixe.- un système d'alimentation en flux réactionnel dudit réacteur comprenant une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique (102) et au moins une ligne d'amenée (103) d'un5 courant A comprenant au moins un des composés chlorés sélectionnés parmi le groupe consistant en 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 1,1,1,2,3-pentachloropropane,1,1,2,3-tetrachloropropene et 2,3,3,3-tétrachloropropène ;- un système de collecte et de purification du flux de sortie (105) dudit réacteur ;- au moins un conductimètre (121) apte à mesurer la conductivité électrique du flux10 réactionnel entrant dans ledit réacteur.
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