FR3064622A1 - Procede de recuperation d'acide fluorhydrique - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de récupération d'acide fluorhydrique comprenant les étapes de i) mise en contact d'un premier courant comprenant un composé hydrocarbure A ayant au moins un atome de fluor et de l'acide fluorhydrique, de préférence sous forme gazeuse, avec une solution aqueuse d'acide fluorhydrique de concentration supérieure à 40 % en poids pour former un second courant diphasique comprenant le composé A et l'acide fluorhydrique, ii) stockage dudit second courant diphasique dans un réservoir tampon, ledit second courant diphasique étant constitué d'une phase liquide et d'une phase gazeuse, iii) passage de ladite phase gazeuse G1 dudit second courant diphasique dans une colonne d'absorption alimenté à contre-courant par un flux aqueux pour former un troisième courant comprenant le composé A et un quatrième courant comprenant l'acide fluorhydrique.
Description
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un procédé de récupération d'acide fluorhydrique. En particulier, la présente invention se rapporte à un procédé de récupération d'acide fluorhydrique issu d'un procédé de préparation d'un composé fluoré.
Arrière-plan technologique de l'invention
La fluoration de composé hydrocarbure en présence d'acide fluorhydrique est connu. On peut citer notamment les demandes WO 2012/098420 et WO 2013/088195 qui concernent la fluoration du 1,1,1,2,3-pentachloropropane et/ou 1,1,2,2,3-pentachloropropane en présence d'acide fluorhydrique pour produire du 2,3,3,3-tetrafluoropropène.
La formation d'azéotrope entre l'acide fluorhydrique et les gaz fluorés est très fréquente. Les procédés de production de gaz fluorés doivent mettre en œuvre des techniques de récupération de cet acide fluorhydrique entraîné sous une forme azéotropique, de façon à améliorer le rendement en HF.
La récupération de l'acide fluorhydrique est généralement effectuée par décantation en présence ou non d'un solvant. On peut citer par exemple WO 2011/110889 où la séparation entre l'acide fluorhydrique et le composé fluoré est effectuée par décantation. On connaît également par WO 2008/008519 un procédé de séparation entre l'acide fluorhydrique et une fluorooléfine en présence d'un extractant. Le coût opérationnel lié à l'utilisation d'un extractant et à sa purification ultérieure est trop important pour être mis en œuvre industriellement.
La séparation entre l'acide fluorhydrique et un composé fluoré peut être améliorée afin d'optimiser le rendement d'acide fluorhydrique récupéré et de minimiser les coûts opérationnels.
Résumé de l'invention
La présente invention a pour but de palier les inconvénients identifiés dans l'art antérieur. Le présent procédé de récupération d'acide fluorhydrique comprend les étapes de :
i) mise en contact d'un premier courant comprenant un composé hydrocarbure A ayant au moins un atome de fluor et de l'acide fluorhydrique, de préférence sous forme gazeuse, avec une solution aqueuse d'acide fluorhydrique de concentration supérieure à 40 % en poids pour former un second courant diphasique comprenant le composé A et l'acide fluorhydrique, ii) stockage dudit second courant diphasique dans un réservoir tampon, ledit second courant diphasique étant constitué d'une phase liquide et d'une phase gazeuse, iii) passage de ladite phase gazeuse G1 dudit second courant diphasique dans une colonne d'absorption alimenté à contre-courant par un flux aqueux pour former un troisième courant comprenant le composé A et un quatrième courant comprenant l'acide fluorhydrique.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend les étapes :
iv) neutralisation dudit troisième courant obtenu à l'étape iii) par une solution aqueuse alcaline pour former un courant neutralisé, et
v) séchage dudit courant neutralisé obtenu à l'étape iv) sur tamis moléculaire.
Selon un mode de réalisation préféré, le quatrième courant est recyclé à l'étape ii).
Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant diphasique consiste en une phase gazeuse comprenant le composé A et une phase liquide comprenant de l'acide fluorhydrique et moins de 5% en poids de composé A sur base du poids total de ladite phase liquide.
Selon un mode de réalisation préféré, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisé à l'étape i) est à une température comprise entre 0 à 30°C avant sa mise en contact avec ledit premier courant.
Selon un mode de réalisation préféré, la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est distillée pour former un courant C, de préférence en tête de colonne de distillation, comprenant de l'acide fluorhydrique contenant moins de 500 ppm d'eau et un courant D, de préférence en pied de colonne de distillation, comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids.
Selon un autre mode de réalisation préféré, la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i).
Selon un autre mode de réalisation préféré, une partie de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est distillée pour former un courant C comprenant de l'acide fluorhydrique contenant moins de 500 ppm d'eau et un courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids, tel que mentionné ci-dessus, et une partie de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i). Ceci peut être effectué simultanément. De préférence, au moins 50%, plus préférentiellement au moins 60%, en particulier au moins 70%, plus particulièrement au moins 80%, de manière privilégiée au moins 90% en poids de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i) ; et moins de 50%, de préférence moins de 40%, plus préférentiellement moins de 30%, en particulier moins de 20%, plus particulièrement moins de 10% en poids est distillée pour former un courant C comprenant de l'acide fluorhydrique contenant moins de 500 ppm d'eau et un courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids.
Selon un mode de réalisation préféré, le troisième courant comprend moins de 5% en poids d'acide fluorhydrique sur base du poids total dudit troisième courant.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite colonne d'absorption utilisée à l'étape iii) comprend au moins un étage d'absorption.
Selon un mode de réalisation préféré, le rapport entre le débit du flux aqueux alimentant la colonne d'absorption à l'étape iii) et la quantité d'acide fluorhydrique dans ledit premier courant exprimée en kg/h est compris entre 0,05 et 1,22, de préférence entre 0,33 et 0,54.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit premier courant est issu de la mise en contact entre un composé B et de l'acide fluorhydrique, ledit composé B ayant un nombre d'atomes de fluor inférieur à celui du composé A.
Selon un mode de réalisation préféré, le composé B est de formule CH(n+2)(X)mCHp(X)(n+i)-CX(3+p-m) où X représente indépendamment F ou Cl ; n, m, p sont indépendamment les uns des autres 0 ou 1 avec (n+m) = 0 ou 1, (n+p) = 0 ou 1 et (m-p) = 0 ou 1, au moins un X étant Cl ; et le composé A est le 2,3,3,3-tetrafluoropropène.
Le procédé selon la présente invention permet de récupérer le composé A en une teneur en acide fluorhydrique faible voire dépourvu d'acide fluorhydrique. En outre, le présent procédé permet la récupération et la valorisation de l'acide fluorhydrique utilisé en excès dans la réaction entre le composé B et HF. De préférence, de l'acide fluorhydrique ayant une très faible teneur en eau est récupéré grâce au présent procédé et peut être réutilisé pour produire le composé A.
Brève description des figures
La Fig. 1 représente schématiquement un procédé de récupération d'acide fluorhydrique selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
La Fig. 2 représente schématiquement un procédé de récupération d'acide fluorhydrique selon un autre mode de réalisation particulier de la présente invention.
Description détaillée de l'invention
La présente invention concerne un procédé de récupération d'acide fluorhydrique. Ledit procédé comprend les étapes de :
i) mise en contact d'un premier courant comprenant un composé hydrocarbure A ayant au moins un atome de fluor et de l'acide fluorhydrique, de préférence sous forme gazeuse, avec une solution aqueuse d'acide fluorhydrique de concentration supérieure à 40 % en poids pour former un second courant diphasique comprenant le composé A et de l'acide fluorhydrique, ii) stockage dudit second courant diphasique dans un réservoir tampon, ledit second courant diphasique étant constitué d'une phase liquide et d'une phase gazeuse, iii) passage de ladite phase gazeuse G1 dudit second courant diphasique dans une colonne d'absorption alimenté à contre-courant par un flux aqueux pour former un troisième courant comprenant le composé A et un quatrième courant comprenant l'acide fluorhydrique.
Selon un mode de réalisation préféré, le composé hydrocarbure A peut contenir de un à douze atomes de carbone, de préférence de un à six atomes de carbone, en particulier le composé hydrocarbure A contient trois atomes de carbone. De préférence, le composé hydrocarbure A est de formule générale ChHaBrbClcFd, où h est un entier entre 1 et 6, a est un entier entre 0 et 13, b est un entier entre 0 et 4, c est un entier entre 0 et 13, d est un entier entre 1 et 14, et la somme de a, b, c et d est égale à 2h+2 ; ou de formule générale CpHeBrfClgFb, où p est un entier entre 2 et 6, e est un entier entre 0 et 11, f est un entier entre 0 et 2, g est un entier entre 0 et 11, h est un entier entre 1 et 12, et la somme de e, f, g et h est égale à 2p.
De préférence, le composé hydrocarbure A est de formule générale CbHaClcFd, où h est un entier entre 2 et 4, a est un entier entre 0 et 9, c est un entier entre 0 et 9, d est un entier entre 1 et 10, et la somme de a, c et d est égal à 2h+2 ; ou de formule générale CpHeClgFb, où p est un entier entre 2 et 4, e est un entier entre 0 et 7, g est un entier entre 0 et 7, h est un entier entre 1 et 8, et la somme de e, f, g et h est égal à 2p.
En particulier, le composé A peut être l-chloro-2,2-difluoroéthane (CH2CICF2H ou HCFC142), l,l,3-trichloro-l,2,2,3,3-pentafluoropropane (CCI2FCF2CCIF2 ou CFC-215ca), 1,3-dichloro1,1,2,2,3,3-hexafluoropropane (CCIF2CF2CCIF2 ou CFC-216ca), 1-chloro-l,1,3,3,3pentafluoropropane (CF3CH2CCIF2 ou HCFC-235fa), 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (CF3CH2CF3 ou HFC-236fa), 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (CHF2CH2CF3 ou HFC-245fa), l-chloro-3,3,3trifluoro-l-propène (CHCI=CHCF3 ou HCFO-1233zd), 1,3,3,3-tétrafluoropropène (CHF=CHCF3 ou HFO-1234ze), 1,1,1,3,3,3-hexachlorodifluoropropane (CF3CCI2CF3 ou CFC-212ca), 2-chloro3064622
1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane (CF3CCIFCF3 ou CFC-217ba), 1,1,1,2,2,3,3-heptafluoropropane (CF3CF2CHF2 ou HFC-227ca), 2-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CF3CCI=CH2 ou HCFO-1233xf),
1.2- dichloro-3,3,3-trifluoropropane (CF3CHCICH2CI ou HCFC-243db), 2,3,3,3-tétrafluoropropène (CF3CF=CH2 ou HFO-1234yf), 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (CF3CF2CH3 ou HFC-245cb). Plus particulièrement, le composé A peut-être 2-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CFsCChCFb ou HCFO-1233xf), 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (CF3CF2CH3 ou HFC-245cb), 2,3,3,3tétrafluoropropène (CF3CF=CH2 ou HFO-1234yf), 1,3,3,3-tétrafluoropropène (CF3CH=CHF ou HFO-1234ze), l,2-dichloro-3,3,3-trifluoropropane (CF3CHCICH2CI ou HCFC-243db) ou 1-chloro2.2- difluoroéthane (CH2CICF2H ou HCFC-142).
De préférence, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisée à l'étape i) est de concentration supérieure à 40% en poids. En particulier, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique est de concentration supérieure à 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% ou 95% en poids. Plus particulièrement, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique est de concentration supérieure ou égale à 50% en poids, ou supérieure ou égale 60% en poids ou supérieure ou égale à 70% en poids.
Plus particulièrement, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique peut être comprise entre l'une quelconque des valeurs mentionnées ci-dessus. Ainsi, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique peut être comprise entre 45% et 95% en poids, entre 50% et 90% en poids, entre 55% et 85% en poids, entre 60% en poids et 80% en poids ou entre 65% en poids et 75% en poids.
L'étape i) du présent procédé permet la formation dudit second courant diphasique comprenant le composé A et de l'acide fluorhydrique. Ledit courant diphasique consiste en une phase gazeuse Gl et une phase liquide. La phase gazeuse Gl peut comprendre le composé A. Optionnellement, la phase gazeuse Gl peut comprendre de l'acide fluorhydrique. Lorsque la phase gazeuse Gl comprend de l'acide fluorhydrique, la teneur de celui-ci est généralement faible, de préférence inférieure à 5% en poids sur base du poids total de ladite phase gazeuse, en particulier inférieure à 2% en poids sur base du poids total de ladite phase gazeuse, plus particulièrement inférieure à 1% en poids sur base du poids total de ladite phase gazeuse. Ladite phase gazeuse Gl peut également comprenant des composés hydrocarbures différents du composé A. Ces composés hydrocarbures peuvent être des produits secondaires ou des impuretés obtenus lors de la préparation ou la production dudit composé A. Ces composés hydrocarbures peuvent être de formule ChHaClcFd ou de formule CpHeClgFh tels que définis cidessus.
La phase liquide dudit courant diphasique peut comprendre de l'acide fluorhydrique. Ladite phase liquide peut comprendre optionnellement une faible quantité de composé A, de préférence ladite phase liquide peut comprendre une teneur en composé A inférieure à 5% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, en particulier inférieure à 1% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, plus particulièrement inférieure à 5000 ppm en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, de manière privilégiée inférieure à 1000 ppm en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, de manière plus privilégiée inférieure à 500 ppm en poids, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 100 ppm sur base du poids total de ladite phase liquide. Ladite phase liquide peut également comprenant des composés hydrocarbures différents du composé A. Ces composés hydrocarbures peuvent être des produits secondaires ou des impuretés obtenus lors de la préparation ou la production dudit composé A. Dans ce cas, ladite phase liquide peut comprendre une teneur en composés organiques inférieure à 5% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, en particulier inférieure à 1% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, plus particulièrement inférieure à 5000 ppm en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, de manière privilégiée inférieure à 1000 ppm en poids sur base du poids total de ladite phase liquide, de manière plus privilégiée inférieure à 500 ppm en poids, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 100 ppm sur base du poids total de ladite phase liquide. Le terme « composés organiques » se réfère au composé A et aux composés hydrocarbures de formule ChHaClcFd ou de formule CpHeClgFh éventuellement présents dans ladite phase liquide. De préférence, la concentration en acide fluorhydrique dans ladite phase liquide dudit second courant diphasique est supérieure à la concentration de ladite solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisée à l'étape i). Ladite phase liquide dudit second courant diphasique peut être avoir une concentration en acide fluorhydrique supérieure à 41% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide dudit second courant diphasique. Avantageusement, ladite phase liquide dudit second courant diphasique peut être avoir une concentration en acide fluorhydrique supérieure à 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% ou 95% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide dudit second courant diphasique.
De préférence, ladite phase liquide dudit second courant diphasique peut être avoir une concentration en acide fluorhydrique comprise entre 45% et 95% en poids, entre 50% et 90% en poids, entre 55% et 85% en poids, entre 60% en poids et 80% en poids ou entre 65% en poids et 75% en poids tout en étant supérieure à la concentration de ladite solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisée à l'étape (i).
De préférence, la solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisé à l'étape i) est à une température comprise entre -20°C à 80°C avant sa mise en contact avec ledit premier courant, avantageusement entre -15°C et 70°C, de préférence entre -10°C et 60°C, plus préférentiellement entre -5°C et 50°C, en particulier entre -5°C et 40°C, plus particulièrement entre 0°C et 30°C, de manière privilégiée entre 0°C et 20°C. Ainsi, dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la température de la solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisé à l'étape (i), avant sa mise en contact avec ledit premier courant, peut être de 0°C, 1°C, 2°C, 3°C,
4°C, 5°C, 6°C, 7°C, 8°C, 9°C, 10°C, 11°C, 12°C, 13°C, 14°C, 15°C, 16°C, 17°C, 18°C, 19°C, 20°C, 21°C,
22°C, 23°C, 24°C, 25°C, 26°C, 27°C, 28°C, 29°C ou 30°C. La mise en œuvre de ladite solution aqueuse d'acide fluorhydrique aux températures mentionnées ci-dessus a pour but de contrôler l'exothermicité survenant lors de la mise en contact de celle-ci avec ledit premier courant.
Comme mentionné ci-dessus, l'étape ii) du procédé selon la présente invention met en œuvre le stockage dudit second courant diphasique dans un réservoir tampon, ledit second courant diphasique étant constitué de ladite phase liquide et de ladite phase gazeuse telle que décrit ci-dessus.
Comme mentionné ci-dessus, l'étape iii) du procédé selon la présente invention met en œuvre, le passage de ladite phase gazeuse G1 dudit second courant diphasique dans une colonne d'absorption alimenté à contre-courant par un flux aqueux pour former un troisième courant, de préférence gazeux, comprenant le composé A et un quatrième courant, de préférence liquide, comprenant l'acide fluorhydrique.
De préférence, le débit du flux aqueux utilisé à l'étape iii) est déterminé en fonction de la quantité d'acide fluorhydrique contenue dans ledit premier courant. Ainsi, le rapport entre le débit du flux aqueux, exprimé en kg/h, alimentant la colonne d'absorption à l'étape iii) et la quantité d'acide fluorhydrique dans ledit premier courant exprimée en kg/h est de 0,05 à 1,22. Avantageusement, le rapport entre le débit du flux aqueux alimentant la colonne d'absorption à l'étape iii) et la quantité d'acide fluorhydrique dans ledit premier courant exprimée en kg/h peut être de 0,11 à 1,00, de préférence de 0,18 à 0,82, plus préférentiellement de 0,25 à 0,67, en particulier de 0,33 à 0,54. Ainsi le rapport entre le débit du flux aqueux alimentant la colonne d'absorption à l'étape (iii) et la quantité d'acide fluorhydrique dans ledit premier courant exprimée en kg/h peut être de 0,25, 0,26, 0,27, 0,28, 0,29, 0,30, 0,31, 0,32, 0,33, 0,34, 0,35, 0,36,
0,37, 0,38, 0,39, 0,40, 0,41, 0,42, 0,43, 0,44, 0,45, 0,46, 0,47, 0,48, 0,49, 0,50, 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,60, 0,61, 0,62, 0,63, 0,64, 0,65, 0,66, 0,67, 0,68, 0,69 ou 0,70.
Un courant aqueux supplémentaire correspondant à la fraction d'eau vaporisée en tête de ladite colonne d'absorption peut également alimenter ladite colonne. Le flux aqueux tel que décrit ci-dessus est différent dudit courant aqueux supplémentaire lié à la fraction d'eau vaporisée en tête de la colonne et ne l'englobe pas.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite colonne d'absorption mise en œuvre à l'étape iii) comprend au moins un étage d'absorption. Avantageusement, ladite colonne d'absorption mise en œuvre à l'étape iii) comprend au moins deux étages d'absorption. De préférence, ladite colonne d'absorption mise en œuvre à l'étape iii) comprend au moins trois étages d'absorption. Ladite colonne d'absorption mise en œuvre à l'étape iii) peut ainsi comprendre deux, trois, quatre, cinq, six, sept, huit, neuf, dix, onze, douze, treize, quatorze ou quinze étages d'absorption.
La mise en œuvre d'une colonne d'absorption ayant au moins un étage d'absorption, avantageusement au moins deux étages d'absorption, de préférence au moins trois étages d'absorption, permet d'obtenir un troisième courant ayant une faible teneur en acide fluorhydrique. Avantageusement, ledit troisième courant comprend moins de 1000 ppm d'acide fluorhydrique en poids sur base du poids total dudit troisième courant, de préférence moins de 900 ppm d'acide fluorhydrique, plus préférentiellement moins de 800 ppm d'acide fluorhydrique, en particulier moins de 700 ppm d'acide fluorhydrique, plus particulièrement moins de 600 ppm d'acide fluorhydrique, de manière privilégiée moins de 500 ppm d'acide fluorhydrique, de manière encore plus privilégiée moins de 400 ppm d'acide fluorhydrique, de manière préférentiellement privilégiée moins de 300 ppm d'acide fluorhydrique, de manière particulièrement privilégiée moins de 200 ppm d'acide fluorhydrique, de manière plus particulièrement privilégiée moins de 100 ppm d'acide fluorhydrique. Ainsi, ledit troisième courant peut avoir une teneur en acide fluorhydrique comprise entre 1 et 200 ppm, entre 5 et 190 ppm, entre 10 et 180 ppm, entre 15 et 170 ppm, entre 20 et 160 ppm, entre 25 et 150 ppm ou entre 30 et 140 ppm en poids sur base du poids total dudit troisième courant. Ledit troisième courant peut avoir une teneur en acide fluorhydrique inférieure à 100 ppm, avantageusement inférieure à 75 ppm, de préférence inférieure à 50 ppm, plus préférentiellement inférieure à 30 ppm, en particulier inférieure à 15 ppm, plus particulièrement inférieure à 10 ppm en poids sur base du poids total dudit troisième courant.
De préférence, au moins 80% en poids de l'acide fluorhydrique éventuellement présent dans ladite phase gazeuse dudit second courant diphasique est absorbé par le premier étage d'absorption de ladite colonne d'absorption, en particulier au moins 85% en poids de l'acide fluorhydrique éventuellement présent dans ladite phase gazeuse dudit second courant diphasique est absorbé par le premier étage d'absorption de ladite colonne d'absorption, plus particulièrement au moins 90% en poids de l'acide fluorhydrique éventuellement présent dans ladite phase gazeuse dudit second courant diphasique est absorbé par le premier étage d'absorption de ladite colonne d'absorption.
De préférence, ledit flux aqueux peut être introduit au moins au niveau de la tête de la colonne d'absorption.
De préférence, la température en tête de ladite colonne d'absorption est de 20°C à 70°C, de préférence de 30°C à 50°C.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit quatrième courant est sous la forme d'une solution aqueuse d'acide fluorhydrique. Avantageusement, ledit quatrième courant est une solution d'acide fluorhydrique de concentration inférieure à 30% en poids sur base du poids total dudit quatrième courant. De préférence, ledit quatrième courant est une solution d'acide fluorhydrique de concentration inférieure à 25% en poids sur base du poids total dudit quatrième courant. En particulier, ledit quatrième courant est une solution d'acide fluorhydrique de concentration comprise entre 5 et 25% en poids sur base du poids total dudit quatrième courant, plus particulièrement, entre 10 et 20% en poids sur base du poids total dudit quatrième courant.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit quatrième courant est recyclé à l'étape (ii). Le quatrième courant est ainsi mélangé à la phase liquide dudit second courant diphasique.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit procédé comprend également les étapes de :
iv) neutralisation dudit troisième courant obtenu à l'étape iii) par une solution aqueuse alcaline pour former un courant neutralisé, et
v) séchage dudit courant neutralisé obtenu à l'étape iv) sur tamis moléculaire.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite solution aqueuse alcaline peut être une solution aqueuse d'hydroxyde d'un métal alcalin ou alcalino-terreux. La solution aqueuse alcaline peut être une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, d'hydroxyde de potassium, d'hydroxyde de calcium ou d'hydroxyde de magnésium ou un mélange de ceux-ci. De préférence, ladite solution aqueuse alcaline présente une concentration comprise entre 5 et 50% en poids sur base du poids total de ladite solution aqueuse alcaline. Avantageusement, ladite solution aqueuse alcaline présente une concentration d'au moins 5%, d'au moins 6%, d'au moins 7%, d'au moins 8%, d'au moins 9%, d'au moins 10%, d'au moins 11%, d'au moins 12%, d'au moins 13%, d'au moins 14%, d'au moins 15%, d'au moins 16% ou d'au moins 17% en poids sur base du poids total de ladite solution aqueuse alcaline ; et d'au plus 50%, d'au plus 48%, d'au plus 46%, d'au plus 44%, d'au plus 42%, d'au plus 40%, d'au plus 38%, d'au plus 36%, d'au plus 34%, d'au plus 32%, d'au plus 30%, d'au plus 28%, d'au plus 26%, d'au plus 24%, d'au plus 22% en poids sur base du poids total de ladite solution aqueuse alcaline.
Ledit courant neutralisé formé à l'étape iv) comprend de préférence le composé A tel que décrit ci-dessus. La teneur en acide fluorhydrique dans ledit courant neutralisé est inférieure à la teneur en acide fluorhydrique dudit troisième courant, avant sa neutralisation. Ledit courant neutralisé peut éventuellement comprendre d'autres composés hydrocarbures. Ces composés hydrocarbures peuvent être des produits secondaires ou des impuretés obtenus lors de la préparation ou la production dudit composé A. Ledit courant neutralisé formé à l'étape (iv) peut également contenir de l'eau.
Ledit courant neutralisé formé à l'étape iv) peut ainsi être séché à l'étape v) du présent procédé. De préférence, ledit courant neutralisé formé à l'étape iv) est séché sur tamis moléculaire. Par exemple, ledit courant neutralisé formé à l'étape iv) est séché sur tamis moléculaire de 3A, tel que la siliporite.
L'étape v) du présent procédé permet la formation d'un courant neutralisé et séché E comprenant ledit composé A et optionnellement des composés hydrocarbures peuvent être des produits secondaires ou des impuretés obtenus lors de la préparation ou la production dudit composé A. Ledit courant E peut ensuite être comprimé et liquéfié à une pression d'au plus 8 bara pour former un courant F comprimé dans lequel le composé A et optionnellement des composés hydrocarbures peuvent être des produits secondaires ou des impuretés obtenus lors de la préparation ou la production dudit composé A sont sous forme liquide.
Selon un mode de réalisation préféré, la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant est recyclée à l'étape i). La phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant peut être avoir une concentration en acide fluorhydrique supérieure à 41% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant. Avantageusement, ladite phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant peut avoir une concentration en acide fluorhydrique supérieure à 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%,
53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%,
70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%,
87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% ou 95% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant. De préférence, ladite phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant peut être avoir une concentration en acide fluorhydrique comprise entre 45% et 95% en poids, entre 50% et 90% en poids, entre 55% et 85% en poids, entre 60% en poids et 80% en poids ou entre 65% en poids et 75% en poids sur base du poids total de ladite phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant.
Selon un autre mode de réalisation préféré, la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant est distillé pour former un courant C, de préférence en tête de colonne de distillation, en particulier le courant est un courant gazeux. Avantageusement, ledit courant C comprend de l'acide fluorhydrique contenant moins de 3000 ppm d'eau, de préférence moins de 2000 ppm d'eau, plus préférentiellement moins de 1000 ppm d'eau, en particulier moins de 500 ppm d'eau, plus particulièrement moins de 200 ppm d'eau, de manière privilégiée moins de 100 ppm d'eau, de manière plus privilégiée moins de 50 ppm d'eau sur base du poids total du courant C. Ledit courant C peut comprendre également moins de 50 ppm d'acide chlorhydrique, avantageusement moins de 45 ppm d'acide chlorhydrique, de préférence moins de 40 ppm d'acide chlorhydrique, plus préférentiellement moins de 35 ppm d'acide chlorhydrique, en particulier moins de 30 ppm d'acide chlorhydrique, plus particulièrement moins de 20 ppm d'acide chlorhydrique sur base du poids total du courant C. Ledit courant C peut comprendre également moins de 50 ppm de composés organiques, avantageusement moins de 45 ppm de composés organiques, de préférence moins de 40 ppm de composés organiques, plus préférentiellement moins de 35 ppm de composés organiques, en particulier moins de 30 ppm de composés organiques, plus particulièrement moins de 20 ppm de composés organiques sur base du poids total du courant C. Un composé organique est un composé comprenant au moins un atome de carbone. La température en pied de colonne de distillation peut être à une température de 80°C à 150°C, de préférence de 110°C et 130°C. La température en tête de colonne de distillation peut être comprise entre 10 et 60°C, de préférence entre 20 et 50°C.
En outre, la distillation de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique avec ledit quatrième courant forme un courant D, de préférence en pied de colonne de distillation, comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids. En particulier, le courant D peut être liquide. Avantageusement, ledit courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids, 49% en poids, 48% en poids, 47% en poids, 46% en poids, 45% en poids, 44% en poids, 43% en poids, 42% en poids sur base du poids total dudit courant D. De préférence, ledit courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration supérieure à 20% en poids sur base du poids total dudit courant D. En particulier, ledit courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration supérieure 21% en poids, 22% en poids, 23% en poids, 24% en poids, 25% en poids, 26% en poids, 27% en poids, 28% en poids, 29% en poids, 30% en poids, 31% en poids, 32% en poids, 33% en poids, 34% en poids, 35% en poids sur base du poids total dudit courant D. Ladite solution aqueuse obtenue dans le courant D peut être commercialisée ou détruite par neutralisation.
Selon un autre mode de réalisation préféré, une partie de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est distillée pour former un courant C comprenant de l'acide fluorhydrique contenant moins de 500 ppm d'eau et un courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids, tel que mentionné ci-dessus, et une partie de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i). Ceci peut être effectué de manière alternée ou simultanée. De préférence, une partie de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est distillée et simultanément une partie de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i).
De préférence, au moins 50%, plus préférentiellement au moins 60%, en particulier au moins 70%, plus particulièrement au moins 80%, de manière privilégiée au moins 90% en poids de la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i) ; et moins de 50%, de préférence moins de 40%, plus préférentiellement moins de 30%, en particulier moins de 20%, plus particulièrement moins de 10% en poids est distillée pour former un courant C comprenant de l'acide fluorhydrique contenant moins de 500 ppm d'eau et un courant D comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit premier courant est issu de la mise en contact entre un composé B et de l'acide fluorhydrique, ledit composé B ayant un nombre d'atomes de fluor inférieur à celui du composé A.
Selon un mode de réalisation préféré, le composé hydrocarbure B peut contenir de un à douze atomes de carbone, de préférence de un à six atomes de carbone, en particulier le composé hydrocarbure B contient trois atomes de carbone. De préférence, le composé hydrocarbure B est de formule générale ChHaBrbClcFd, où h est un entier entre 1 et 6, a est un entier entre 0 et 13, b est un entier entre 0 et 4, c est un entier entre 1 et 14, d est un entier entre 0 et 13, et la somme de a, b, c et d est égale à 2h+2 ; ou de formule générale CpHeBrfClgFb, où p est un entier entre 2 et 6, e est un entier entre 0 et 12, f est un entier entre 0 et 2, g est un entier entre 0 et 12, h est un entier entre 0 et 11, et la somme de e, f, g et h est égale à 2p.
De préférence, le composé hydrocarbure B est de formule générale CbHaClcFd, où h est un entier entre 2 et 4, a est un entier entre 0 et 9, c est un entier entre 1 et 9, d est un entier entre 0 et 9, et la somme de a, c et d est égal à 2h+2 ; ou de formule générale CpHeClgFb, où p est un entier entre 2 et 4, e est un entier entre 0 et 8 g est un entier entre 0 et 8, h est un entier entre 0 et 7, et la somme de e, f, g et h est égal à 2p.
Par exemple, ledit composé B peut être 1,1,2-trichloroéthane (CHCI2CH2CI ou HCC-140),
1,1,1,3,3,3-hexachlorodifluoropropane (CCI3CF2CCI3 ou CFC-212ca), 1,1,1,3,3,3hexachloropropane (CCI3CH2CCI3 ou HCC-230fa), 1,1,1,3,3-pentachloropropane (CCI3CH2CHCI2 ou HCC-240fa), 2,2,3-trichloro-l,l,l,3,3-pentafluoropropane (CF3CCI2CCIF2 ou CFC-215aa), 1,3dichloro-l,2,2,3,3-pentafluoropropane (CCI F2CF2CHCIF ou HCFC-225cb), 1,1,1,2,3pentachloropropane (CCI3CHCICH2CI ou HCC-240db), 1,1,2,2,3-pentachloropropane (CHCI2CCI2CH2CI ou HCC-240aa) ou 1,1,1,3,3-pentachloropropane (CCI3CH2CHCI2 ou HCC-240fa), l,2-dichloro-3,3,3-trifluoropropane (CF3CHCICH2CI ou HCFC-243db) ou un mélange de ceux-ci. En particulier, ledit composé B peut être 1,1,1,2,3-pentachloropropane (CCI3CHCICH2CI ou HCC240db), 1,1,2,2,3-pentachloropropane (CHCI2CCI2CH2CI ou HCC-240aa), 1,1,1,2,2pentachloropropane (CCI3CCI2CH3 ou HCC-240ab), 1,1,1,3,3-pentachloropropane (CCI3CH2CHCI2 ou HCC-240fa) ou 1,1,2-trichloroéthane (CHCI2CH2CI ou HCC-140), l,2-dichloro-3,3,3trifluoropropane (CF3CHCICH2CI ou HCFC-243db) ou un mélange de ceux-ci.
Ledit composé B peut également être 1,2-dichloroéthylène (CHCI=CCIH ou HCO-1130) l,l,2-trichloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CCb=CCICF3 ou CFC-1213xa), l'hexafluoropropène (CF3CF=CF2ûu CFC-1216yc), 1,1,3,3,3-pentafluoropropène (CF3CH=CF2 ou HFO-1225zc), 1,3,3,3tétrafluoropropène (CF3CH=CHF ou HFO-1234ze), 2-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CF3CCI=CH2 ou HCFO-1233xf), 1,1,2,3-tétrachloro-l-propène (CCl2=CCICH2CI ou HCO-1230xa),
2,3,3,3-tétrachloro-l-propène (CChCCHCFb ou HCO-1230xf), l-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CF3CH=CHCI ou HCFO-1233zd), 1,1,3,3-tétrachloro-l-propène (CCI2=CHCHCl2 ou HCO-1230za) ou 1,3,3,3-tétrachloroprop-l-ène (CChCFLCHCI ou HCO-1230zd) ou un mélange de ceux-ci. En particulier, ledit composé B peut être 2-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CFaCCHCFb ou HCFO1233xf), 1,1,2,3-tétrachloro-l-propène (CCl2=CCICH2CI ou HCO-1230xa), 2,3,3,3-tétrachloro-lpropène (CChCHCFb ou HCO-1230xf), l-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (CF3CH=CHCI ou HCFO1233zd), 1,1,3,3-tétrachloro-l-propène (CCl2=CHCHCl2 ou HCO-1230za), 1,3,3,3tétrachloroprop-l-ène (CChCFLCHCI ou HCO-1230zd) ou 1,2-dichloroéthylène (CHCI=CCIH ou HCO-1130) ou un mélange de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation préféré, le composé B est de formule CH(n+2)(X)mCHp(X)(n+i)-CX(3+p-m) où X représente indépendamment F ou Cl ; n, m, p sont indépendamment les uns des autres 0 ou 1 avec (n+m) = 0 ou 1, (n+p) = 0 ou 1 et (m-p) = 0 ou 1, au moins un X étant Cl ; et le composé A est le 2,3,3,3-tetrafluoropropène. Préférentiellement, le composé B est choisi dans le groupe constitué du 2-chloro-3,3,3-trifluoro-l-propène (HFCO-1233xf), 1,1,1,2,3pentachloropropane (HCC-240db), l,2-dichloro-3,3,3-trifluoropropane, 1,1,2,3-tétrachloro-lpropène (HCO-1230xa), 2,3,3,3-tétrachloro-l-propène (HCO-1230xf), 1,1,1,2,2pentachloropropane, ou leurs mélanges, pour la production du 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf).
La mise en contact entre le composé B et l'acide fluorhydrique pour produire le composé A peut être effectuée dans un réacteur. De préférence, la mise en contact entre le composé B et l'acide fluorhydrique est effectuée en phase gazeuse. La mise en contact entre le composé B et l'acide fluorhydrique est effectuée en présence ou non d'un catalyseur.
Selon un mode de réalisation préféré, la mise en contact entre le composé B et l'acide fluorhydrique peut être effectuée suivant les conditions opératoires suivantes :
un rapport molaire HF/composé hydrocarbure entre 1:1 et 150:1, de préférence entre 2:1 et 125:1, plus préférentiellement entre 3:1 et 100:1 ;
un temps de contact entre 1 et 100 s, de préférence entre 2 et 75 s, en particulier entre 3 et s;
une pression entre la pression atmosphérique et 20 bara, de préférence entre 2 et 18 bara, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara ;
une température entre 200 et 450°C, de préférence entre 250 et 400°C, plus préférentiellement entre 280°C et 380°C.
La mise en contact peut être effectuée sur une durée comprise entre 10 et 8000 h, de préférence entre 50 et 5000 h, plus préférentiellement entre 70 et 1000 h.
On peut ajouter un oxydant, comme l'oxygène ou le chlore, en cours de procédé. 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.
Lorsqu'elle est réalisée en phase gazeuse et en présence de catalyseur, la mise en contact entre le composé B et l'acide fluorhydrique peut être mise en œuvre en présence d'un catalyseur à base d'un métal comprenant un oxyde de métal de transition ou un dérivé ou un halogénure ou un oxyhalogénure d'un tel métal. On peut citer par exemple FeCL, l'oxyfluorure de chrome, les oxydes de chrome (éventuellement soumis à des traitements de fluoration), les fluorures de chrome et leurs mélanges. D'autres catalyseurs possibles sont les catalyseurs supportés sur du carbone, les catalyseurs à base d'antimoine, les catalyseurs à base d'aluminium (par exemple AIF3 et AI2O3, l'oxyfluorure d'alumine et le fluorure d'alumine). On peut utiliser en général un oxyfluorure de chrome, un fluorure ou un oxyfluorure d'aluminium, ou un catalyseur supporté ou non contenant un métal tel que Cr, Ni, Fe, Zn, Ti, V, Zr, Mo, Ge, Sn, Pb, Mg, Sb. On peut faire référence à cet égard au document WO 2007/079431 (en p.7, 1.1-5 et 28-32), au document EP 939071 (paragraphe [0022]), au document WO 2008/054781 (en p.9 1.22-p.lO 1.34), et au document WO 2008/040969 (revendication 1), auxquels il est fait expressément référence. Le catalyseur est de manière plus particulièrement préférée à base de chrome et il s'agit plus particulièrement d'un catalyseur mixte comprenant du chrome .Selon un mode de réalisation, on utilise pour l'une quelconque des étapes de réaction un catalyseur mixte comprenant du chrome et du nickel. Le rapport molaire Cr / Ni (sur la base de l'élément métallique) est généralement de 0,5 à 5, par exemple de 0,7 à 2, par exemple d'environ 1. Le catalyseur peut contenir de 0,5 à 20 % en poids de nickel. Le métal peut être présent sous forme métallique ou sous forme de dérivé, par exemple un oxyde, halogénure ou oxyhalogénure. Ces dérivés sont de préférence obtenus par activation du métal catalytique. Le support est de préférence constitué avec de l'aluminium, par exemple de l'alumine, de l'alumine activée ou des dérivés d'aluminium, tels que les halogénures d'aluminium et les oxyhalogénures d'aluminium, par exemple décrits dans le document US 4,902,838, ou obtenus par le procédé d'activation décrit ci-dessus. Le catalyseur peut comprendre du chrome et du nickel sous une forme activée ou non, sur un support qui a été soumis à une activation ou non. On peut se reporter au document WO 2009/118628 (notamment en p.4, l.30-p.7 1.16), auquel il est fait expressément référence ici. Un autre mode de réalisation préféré repose sur un catalyseur mixte contenant du chrome, de préférence sous forme d'oxyde ou d'oxyfluorure, et au moins un co-catalyseur choisi parmi les sels de Co, Mn, Mg et Zn, de préférence Zn. Ledit co-catalyseur est de préférence présent dans une teneur de 1 à 10% en poids sur base du poids du catalyseur. Avant son utilisation, le catalyseur est de préférence soumis à une activation avec de l'air, de l'oxygène ou du chlore et/ou avec de l'HF. Par exemple, le catalyseur est de préférence soumis à une activation avec de l'air ou de l'oxygène et de l'HF à une température de 100 à 500°C, de préférence de 250 à 500°C et plus particulièrement de 300 à 400°C. La durée d'activation est de préférence de 1 à 200 h et plus particulièrement de 1 à 50 h. Cette activation peut être suivie d'une étape d'activation de fluoration finale en présence d'un agent d'oxydation, d'HF et de composés organiques. Le rapport molaire HF / composés organiques est de préférence de 2 à 40 et le rapport molaire agent d'oxydation / composés organiques est de préférence de 0,04 à 25. La température de l'activation finale est de préférence de 300 à 400°C et sa durée de préférence de 6 à 100 h.
Lorsqu'elle est réalisée en phase gazeuse et en l'absence de catalyseur, la mise en contact entre le composé B et l'acide fluorhydrique peut être mise en œuvre avec un ratio molaire HF/composé de formule (I) de 3 :1 à 150 :1, et de préférence à une température de 200 à 450°C, et de préférence de 300 à 430°C.
La figure 1 représente schématiquement un procédé selon un mode de réalisation particulier de la présente invention. Le premier courant 1 comprend le composé A, par exemple
2,3,3,3-tetrafluoropropène, et alimente un dispositif 2 dans lequel il est mis en contact avec une solution d'acide fluorhydrique 1' ou une solution d'acide fluorhydrique issue de la conduite 20 ayant une concentration variant entre 65 et 75% en poids. Le dispositif 2 peut être par exemple un hydrolaveur. La mise en contact entre la solution d'acide fluorhydrique 1' ou une solution d'acide fluorhydrique issue de la conduite 20 et le premier courant 1 génère la formation d'un courant diphasique qui est acheminé vers un dispositif de stockage 4 par la conduite 13. Le dispositif de stockage 4 permet de séparer le courant diphasique en une phase gazeuse et une phase liquide. La phase gazeuse G1 dudit courant diphasique est acheminée par la conduite 14 vers la colonne d'absorption 3 comprenant 3 étages d'absorption 21a, 21b et 21c. La colonne d'absorption 3 est également alimentée par un flux aqueux 7. Dans ce mode de réalisation, le flux aqueux 7 alimente la colonne d'absorption 3 en tête de colonne d'absorption 7, c'est-à-dire au-dessus des trois étages d'absorption 21a-21c. Alternativement, le flux gazeux 7 peut alimenter la colonne d'absorption 3 au-dessus de chacun des étages d'absorption 21a-21c. Un courant gazeux comprenant le composé A est extrait en tête de colonne d'absorption 3 par la conduite 16 pour alimenter un dispositif de neutralisation 5. Le courant gazeux extrait en tête de colonne d'absorption 3 correspond audit troisième courant selon la présente invention. En outre, en pied de colonne d'absorption 7, une solution aqueuse d'acide fluorhydrique correspondant audit quatrième courant est recyclée vers le dispositif de stockage 4 par la conduite 15.
Le troisième courant est neutralisé dans le dispositif de neutralisation 5 par une solution alcaline de NaOH à 20%. La solution alcaline 8 alimente le dispositif de neutralisation 5 par l'intermédiaire de la conduite 19. Le courant neutralisé est évacué par la conduite 17 et récupéré en 10 pour être séché sur tamis moléculaire de 3A. Le courant neutralisé et séché correspond au courant E selon le présent procédé. Celui-ci peut donc être comprimé et liquéfié à une pression d'au plus 8 bara. Une solution alcaline usée 9 peut être extraite du dispositif de neutralisation 5 pour être soit recyclée via les conduites 18 et 19 ou évacuée via la conduite 18 pour traitement ultérieur.
La phase liquide résultant du mélange de la phase liquide du courant diphasique et du quatrième courant stockée dans le dispositif de stockage 4 est acheminée vers une colonne de distillation 6 via la pompe 22 et la conduite 23 pour former le courant C récupéré en tête de colonne de distillation 11 et le courant D récupéré en pied de colonne de distillation 12.
La pompe 22 peut également être configurée pour acheminer la phase liquide résultant du mélange de la phase liquide du courant diphasique et du quatrième courant stockée dans le dispositif de stockage 4 vers le dispositif 2 via la conduite 20. Ceci est représenté à la Figure 2. La pompe 22 est ainsi configurée pour permettre l'alimentation de la colonne de distillation 11 et le dispositif 2 de manière alternée, de manière simultanée, de préférence de manière simultanée.
Le présent procédé permet de récupérer l'acide fluorhydrique présent dans un flux gazeux via notamment l'utilisation d'une colonne d'absorption, permettant ainsi de purifier ledit flux gazeux. En outre, le présent procédé permet dans un mode de réalisation particulier de coupler un dispositif d'absorption d'acide fluorhydrique avec un dispositif de distillation d'acide fluorhydrique pour produire de l'acide fluorhydrique anhydre ou substantiellement anhydre, i.e.
courant C, tel qu'expliqué ci-dessus. Ceci permet de maximiser la réutilisation de l'acide fluorhydrique sous forme d'acide fluorhydrique anhydre ou substantiellement anhydre dans une réaction de fluoration, par exemple d'un composé B tel qu'expliqué ci-dessus. Le présent procédé permet en outre d'obtenir de l'acide fluorhydrique anhydre ou substantiellement anhydre contenant au plus des traces d'acide chlorhydrique ou de composés organiques.
Exemple 1
Un premier courant comprenant 93,27 % en poids de composé A et 6,73% en poids d'acide fluorhydrique est mis en contact avec une solution aqueuse d'aide fluorhydrique ayant une concentration de 67% en poids. La phase gazeuse du courant diphasique produit alimente une colonne d'absorption comprenant deux étages. Le troisième courant tel que décrit dans la présente demande est récupéré en tête de colonne d'absorption. Le quatrième courant tel que décrit dans la présente demande est récupéré en pied de colonne d'absorption. Ce dernier est distillé pour permettre la production d'un courant gazeux comprenant 99,92% en poids d'acide fluorhydrique.
Le tableau 1 ci-dessous détaille les teneurs en différents composés à différentes étapes du présent procédé. Les numéros mentionnés dans le tableau correspondent aux flux/courants décrits en relation avec les figures 1 et 2.
Tableau 1
| Composition massique % | 1 | 20 | 7 | 16 | 23 | 11 | 12 |
| Composé A | 93,27 | 0,04 | 0,00 | 99,39 | 0,04 | 0,08 | Traces |
| HF | 6,73 | 68,48 | 0,00 | 28 ppm | 68,48 | 99,92 | 38,53 |
| H2O | 0,00 | 31,48 | 100,00 | 0,61 | 31,48 | Traces | 61,47 |
Exemple 2
L'exemple 1 est reproduit avec une colonne à trois étages d'absorption. Le tableau 2 cidessous détaille les teneurs en différents composés à différentes étapes du présent procédé. Les numéros mentionnés dans le tableau correspondent aux flux/courants décrits en relation avec les figures 1 et 2.
Tableau 2
| Composition massique % | 1 | 20 | 7 | 16 | 23 | 11 | 12 |
| Composé A | 93,27 | 0,04 | 0,00 | 99,38 | 0,04 | 0,08 | Traces |
| HF | 6,73 | 68,55 | 0,00 | 7 ppm | 68,55 | 99,92 | 38,63 |
| H2O | 0,00 | 31,41 | 100,00 | 0,62 | 31,41 | Traces | 61,37 |
Les exemples ci-dessus démontrent que le présente procédé permet de récupérer un courant gazeux du composé comprenant une très faible teneur en HF mais permet également de récupérer de l'acide fluorhydrique anhydre.
Claims (12)
- Revendications1. Procédé de récupération d'acide fluorhydrique comprenant les étapes de :i) mise en contact d'un premier courant comprenant un composé hydrocarbure A ayant au moins un atome de fluor et de l'acide fluorhydrique, de préférence sous forme gazeuse, avec une solution aqueuse d'acide fluorhydrique de concentration supérieure à 40 % en poids pour former un second courant diphasique comprenant le composé A et l'acide fluorhydrique, ii) stockage dudit second courant diphasique dans un réservoir tampon, ledit second courant diphasique étant constitué d'une phase liquide et d'une phase gazeuse Gl, iii) passage de ladite phase gazeuse Gl dudit second courant diphasique dans une colonne d'absorption alimenté à contre-courant par un flux aqueux pour former un troisième courant comprenant le composé A et un quatrième courant comprenant l'acide fluorhydrique.
- 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes :iv) neutralisation dudit troisième courant obtenu à l'étape iii) par une solution aqueuse alcaline pour former un courant neutralisé, etv) séchage dudit courant neutralisé obtenu à l'étape iv) sur tamis moléculaire.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le quatrième courant est recyclé à l'étape ii).
- 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit courant diphasique consiste en une phase gazeuse Gl comprenant le composé A et une phase liquide comprenant de l'acide fluorhydrique et moins de 5% en poids de composé A sur base du poids total de ladite phase liquide.
- 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la solution aqueuse d'acide fluorhydrique utilisé à l'étape i) est à une température comprise entre 0 à 30°C avant sa mise en contact avec ledit premier courant.
- 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est distillée pour former un courant C, de préférence en tête de colonne de distillation, comprenant de l'acide fluorhydrique contenant moins de 500 ppm d'eau et un courant D, de préférence en pied de colonne de distillation, comprenant de l'acide fluorhydrique sous forme d'une solution aqueuse de concentration inférieure à 50% en poids.
- 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 5 caractérisé en ce que la phase liquide résultant du mélange de ladite phase liquide dudit second courant diphasique et du quatrième courant est recyclée à l'étape i).
- 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le troisième courant comprend moins de 5% en poids d'acide fluorhydrique sur base du poids total dudit troisième courant.
- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite colonne d'absorption utilisée à l'étape iii) comprend au moins un étage d'absorption.
- 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le rapport entre le débit exprimé en kg/h du flux aqueux alimentant la colonne d'absorption à l'étape iii) et la quantité d'acide fluorhydrique dans ledit premier courant exprimée en kg/h est compris entre 0,25 et 1,22, de préférence entre 0,33 et 0,54.
- 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit premier courant est issu de la mise en contact entre un composé B et de l'acide fluorhydrique, ledit composé B ayant un nombre d'atomes de fluor inférieur à celui du composé A.
- 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le composé B est de formule CH(n+2)(X)m-CHp(X)(n+i)-CX(3+p-m) où X représente indépendamment F ou Cl ; n, m, p sont indépendamment les uns des autres 0 ou 1 avec (n+m) = 0 ou 1, (n+p) = 0 ou 1 et (m-p) = 0 ou 1, au moins un X étant Cl ; et le composé A est le 2,3,3,3-tetrafluoropropène.21a
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1752580A FR3064622B1 (fr) | 2017-03-28 | 2017-03-28 | Procede de recuperation d'acide fluorhydrique |
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