FR3073221B1 - Procede de production du 2,3,3,3-tetrafluoropropene. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de production d'un composé fluoré comprenant les étapes de fourniture d'un flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique ; fourniture d'au moins un flux liquide de composé chloré ; pulvérisation dudit au moins un flux liquide de composé chloré pour former des gouttelettes ; vaporisation desdites gouttelettes produites à l'étape c) par mélange avec ledit flux gazeux, le mélange résultant étant un mélange gazeux; la réaction catalytique du composé chloré avec l'acide fluorhydrique en phase gazeuse et la collecte d'un flux de produit ; caractérisé en ce que les gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 µm. L'invention concerne également une installation propre à la mise en œuvre de ce procédé.

Description

Procédé de production de composés fluorés

Domaine technique de l'invention

La présente invention concerne un procédé de production de composés fluorés, tels que des hydrofluorooléfines ou des hydrofluorocarbures par exemple, et une installation adaptée à la mise en œuvre de ce procédé.

Arrière-plan technique de l'invention

Il est connu de produire des hydrofluorooléfines ou des hydrofluorocarbures par fluoration d'hydrochlorooléfines ou d'hydrochlorocarbures notamment. Cette fluoration est généralement une fluoration catalytique utilisant l'acide fluorhydrique comme agent fluorant.

La réaction de fluoration doit généralement être effectuée à une température élevée (plus de 300°C) en phase gazeuse. Par conséquent, il est connu de chauffer, de vaporiser et de surchauffer les réactifs avant la réaction de fluoration, en utilisant des échangeurs de chaleur.

Toutefois, cette étape préliminaire de chauffage, vaporisation et sur-chauffage des réactifs a tendance à conduire à la production de coke dans les échangeurs de chaleur. On connaît par WO 2014/120865 un procédé pour réduire la décomposition de composés chlorés. On connaît par WO 2015/055927 un procédé de production de composés fluorés à partir de composés chlorés, ces derniers étant vaporisés. On connaît également par US 6,034,288 un procédé de vaporisation d'halocarbures.

Il existe donc un besoin de mettre au point un procédé de production de composés fluorés limitant ou évitant le problème du cokage de l'installation. Résumé de l'invention

Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de production d'un composé fluoré comprenant les étapes de : a) fourniture d'un flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique ; b) fourniture d'au moins un flux liquide de composé chloré ; c) pulvérisation dudit au moins un flux liquide de composé chloré pour former des gouttelettes ; d) vaporisation desdites gouttelettes produites à l'étape c) par mélange avec ledit flux gazeux, le mélange résultant étant un mélange gazeux ; e) la réaction catalytique du composé chloré avec l'acide fluorhydrique en phase gazeuse et la collecte d'un flux de produit ; caractérisé en ce que les gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, les gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de préférence inférieur à 100 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 90% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, le composé chloré est un chlorocarbure, un hydrochlorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une chlorooléfine, une hydrochlorooléfine, une chlorofluorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; et dans lequel le composé fluoré est un fluorocarbure, un hydrofluorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une fluorooléfine, une hydrofluorooléfine, une chlorofluorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine; de préférence le composé chloré est choisi parmi le 1,1,2-trichloroéthane, le 1,1,1,2,3-pentachloropropane, le 1,1,1,3,3-pentachloropropane, le 1,1,2,2,3-pentachloropropane, le 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, le perchloroéthylène, le 1,2-dichloroéthylène, le 1,1,2,3-tétrachloropropène, le 2,3,3,3-tetrachloropropène, le 1,1,3,3-tétrachloropropène, le 1,3,3,3-tétrachloropropène, le 2-chloro- 3.3.3- trifluoropropène, le l-chloro-3,3,3-trifluoropropène et leurs mélanges ; plus préférentiellement le composé fluoré est choisi parmi le pentafluoroéthane, le l-chloro,2,2-difluoroéthane, le 1,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le l-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, le 1.1.1.3.3- pentafluoropropane et leurs mélanges ; de manière plus particulièrement préférée le composé chloré est le perchloroéthylène et le composé fluoré est le pentafluoroéthane, ou le composé chloré est le 1,1,1,2,3-pentachloropropane et le composé fluoré est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène.

Selon un mode de réalisation préféré, les étapes c) et d) sont mises en œuvre dans une unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange, cette dernière étant est un mélangeur statique comprenant une ou plusieurs buses de pulvérisation équipées d'orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 500 pm.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend également une ou des étapes de séparation du flux de produit, permettant de collecter d'une part un flux du composé fluoré et d'autre part un flux de recyclage ; de préférence le flux de recyclage fournit le flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique, éventuellement après un apport d'acide fluorhydrique ou de préférence une étape de fluoration catalytique du flux de recyclage est mise en œuvre, le cas échéant avec un apport d'acide fluorhydrique, le flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique étant collecté à l'issue de cette étape de fluoration.

Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend également une étape de chauffage du flux liquide de composé chloré à une température inférieure à la température de vaporisation de celui-ci.

Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend, après l'étape d), et avant l'étape e) : • une étape de chauffage du mélange ; ou • une étape de refroidissement du mélange.

Selon un second aspect, l'invention concerne une installation de production d'un composé fluoré comprenant : • une conduite d'amenée de flux liquide de composé chloré ; • une conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique ; • une unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange alimentée par la conduite d'amenée de flux liquide de composé chloré et la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique ; • une conduite de collecte de mélange gazeux en sortie de l'unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange; • un réacteur de fluoration catalytique alimenté par la conduite de collecte de mélange gazeux ; et • une conduite de collecte de flux de produit en sortie du réacteur de fluoration catalytique ; caractérisée en ce que l'unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange est un mélangeur statique comprenant une ou plusieurs buses de pulvérisation équipées d'orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 500 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, le composé chloré est un chlorocarbure, un hydrochlorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une chlorooléfine, une hydrochlorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; et dans lequel le composé fluoré est un fluorocarbure, un hydrofluorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une fluorooléfine, une hydrofluorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; de préférence le composé chloré est choisi parmi le 1,1,2-trichloroéthane, le 1,1,1,2,3-pentachloropropane, le 1,1,1,3,3-pentachloropropane, le 1,1,2,2,3-pentachloropropane, le 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, le perchloroéthylène, le 1,2-dichloroéthylène, le 1,1,2,3-tétrachloropropène, le 2,3,3,3-tetrachloropropène, le 1,1,3,3-tétrachloropropène, le 1,3,3,3-tétrachloropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène et leurs mélanges ; plus préférentiellement le composé fluoré est choisi parmi le pentafluoroéthane, le l-chloro,2,2-difluoroéthane, le 1,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluoropropane et leurs mélanges ; de manière plus particulièrement préférée le composé chloré est le perchloroéthylène et le composé fluoré est le pentafluoroéthane, ou le composé chloré est le 1,1,1,2,3-pentachloropropane et le composé fluoré est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène.

Selon un mode de réalisation préféré, l'installation comprend au moins une unité de séparation alimentée par la conduite de collecte de flux de produits ; et une conduite de collecte de composé fluoré et une conduite de collecte de flux de recyclage en sortie de la ou les unités de séparation.

Selon un mode de réalisation préféré, la conduite de collecte de flux de recyclage et éventuellement une conduite d'apport d'acide fluorhydrique alimentent la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique.

Selon un mode de réalisation préféré, l'installation comprend un réacteur de fluoration catalytique alimenté au moins en partie par la conduite de collecte de flux de recyclage, le cas échéant avec un apport d'acide fluorhydrique, la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique étant issue du réacteur de fluoration catalytique.

Selon un mode de réalisation préféré, l'installation comprend des moyens de chauffage sur la conduite d'amenée de flux liquide de composé chloré. Lesdits moyens de chauffage permettent de chauffer le flux liquide de composé chloré, sans le vaporiser, celui-ci restant sous forme liquide.

Selon un mode de réalisation préféré, l'installation comprend des moyens de chauffage ou des moyens de refroidissement sur la conduite de collecte de mélange gazeux.

La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de production de composés fluorés limitant ou évitant le problème du cokage de l'installation.

Cela est accompli en pulvérisant de manière spécifique le principal réactif (composé chloré destiné à être fluoré) pour former des gouttelettes d'un diamètre moyen spécifique puis en vaporisant les gouttelettes formées en le mélangeant avec un flux chaud gazeux qui contient de l'acide fluorhydrique. En limitant spécifiquement la taille des gouttelettes, on s'affranchit des problèmes liés à une vaporisation incomplète ou tardive du composé chloré, deux facteurs favorisant le cokage.

Brève description des figures

La figure 1 représente l'angle de pulvérisation a d'une buse servant à pulvériser le flux liquide en gouttelettes.

La figure 2 représente de manière schématique un mode de réalisation de l'installation selon l'invention.

La figure 3 représente de manière schématique un autre mode de réalisation de l'installation selon l'invention.

Description détaillée de l'invention L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.

Selon un premier aspect de la présente invention, un procédé de production d'un composé fluoré est fourni. Ledit procédé comprend les étapes de : a) fourniture d'un flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique ; b) fourniture d'au moins un flux liquide de composé chloré ; c) pulvérisation dudit au moins un flux liquide de composé chloré pour former des gouttelettes ; d) vaporisation desdites gouttelettes produites à l'étape c) par mélange avec ledit flux gazeux, le mélange résultant étant un mélange gazeux ; e) la réaction catalytique du composé chloré avec l'acide fluorhydrique en phase gazeuse et la collecte d'un flux de produit.

De préférence, les gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm. Avantageusement, les gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, de préférence inférieur à 400 pm, plus préférentiellement inférieur à 350 pm, en particulier inférieur à 300 pm, plus particulièrement inférieur à 250 pm, de manière privilégiée inférieur à 200 pm, de manière avantageusement privilégiée inférieur à 150 pm, de manière préférentiellement privilégiée inférieur à 100 pm, de manière particulièrement privilégiée inférieur à 75 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 450 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 400 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 350 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 300 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 250 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 200 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 100 pm.

Selon un mode de réalisation préféré, plus de 50% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm. Avantageusement, plus de 55% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, de préférence plus de 60% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, plus préférentiellement plus de 65% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, en particulier plus de 70% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, plus particulièrement plus de 75% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, de manière privilégiée plus de 80% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, de manière avantageusement privilégiée plus de 85% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, de manière préférentiellement privilégiée plus de 90% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm, de manière particulièrement privilégiée plus de 95% des gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 75 pm.

De préférence, lesdites gouttelettes produites à l'étape c) sont pulvérisées suivant un angle de pulvérisation a de 10° à 180°, de préférence de 20° à 170°, en particulier de 30° à 165°. L'angle de pulvérisation a correspond à l'angle du jet émis par un orifice 32 d'une buse 31 déterminé à une distance d de 10 cm de l'ensemble des orifices 32 de ladite buse 31 considérée (Figure 1).

De préférence, le rapport R entre le diamètre médian du volume (DMV) et le diamètre médian du nombre (DMN) est compris entre 1 et 3, de préférence ente 1 et 2,5, en particulier entre 1,2 et 2. Le diamètre médian du volume est le diamètre de la gouttelette divisant l'ensemble des autres en deux groupes d'égal volume, l'un constitué des plus grosses gouttelettes et l'autre des plus petites. Le diamètre médian du nombre est le diamètre de la gouttelette de part et d'autre de laquelle se trouve 50% du nombre total de gouttelettes. Plus R est proche de 1 et plus les tailles des gouttelettes sont similaires.

De préférence, la buse est faite d'un matériau résistant à l'acide fluorhydrique, tel que par exemple l'inox 316L, les alliages de type Monel®, Inconel® ou Hastelloy® ou les alliages à base de nickel.

Par ailleurs, du fait de cette l'étape de mélange, la pression partielle du composé chloré lors de sa vaporisation est relativement modérée, et donc la température de vaporisation est également relativement modérée, et en tout cas inférieure à la température de vaporisation dans l'hypothèse où le composé chloré est vaporisé de manière indépendante. Cela permet notamment de limiter les risques de dégradation du composé chloré pouvant générer la formation de coke.

De préférence, le flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique est à une température de 100 à 400°C, plus particulièrement de 130 à 380°C, et avantageusement de 250 à 380°C au moment de son mélange avec le flux liquide de composé chloré.

De manière générale, la température du flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique, au moment de son mélange avec le flux liquide de composé chloré, est choisie : • inférieure, supérieure ou égale à la température de la réaction catalytique ; • supérieure ou égale à la température de vaporisation du flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique, qui est fonction de la pression et de la composition de ce flux (notamment teneur en HF).

Par exemple, dans le cadre de la production de HFO-1234yf (telle que décrite plus en détail ci-dessous), la température du flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique peut être d'environ 320 à 380°C.

Comme mentionné ci-dessus, l'invention concerne la fluoration d'un composé chloré par de l'acide fluorhydrique, pour former un composé fluoré.

Par composé chloré, on entend un composé organique comprenant un ou plusieurs atomes de chlore, et par composé fluoré, on entend un composé organique comprenant un ou plusieurs atomes de fluor.

Il est entendu que le composé chloré peut comprendre un ou plusieurs atomes de fluor, et que le composé fluoré peut comprendre un ou plusieurs atomes de chlore. De manière générale, le nombre d'atomes de chlore du composé fluoré est inférieur au nombre d'atomes de chlore du composé chloré ; et le nombre d'atomes de fluor du composé fluoré est supérieur au nombre d'atomes de fluor du composé chloré.

Le composé chloré peut être un alcane ou un alcène ayant éventuellement des substituants choisis parmi F, Cl, I et Br (de préférence parmi F et Cl), et comportant au moins un substituant Cl.

Le composé fluoré peut être un alcane ou un alcène ayant éventuellement des substituants choisis parmi F, Cl, I et Br (de préférence parmi F et Cl), et comportant au moins un substituant F.

Le composé chloré peut notamment être un alcane avec un ou plusieurs substituants chlore (hydrochlorocarbure ou chlorocarbure) ou un alcane avec un ou plusieurs substituants chlore et fluor (hydrochlorofluorocarbure ou chlorofluorocarbure) ou un alcène avec un ou plusieurs substituants chlore (chlorooléfine ou hydrochlorooléfine) ou un alcène avec un ou plusieurs substituants chlore et fluor (hydrochlorofluorooléfine ou chlorofluorooléfine).

Le composé fluoré peut notamment être un alcane avec un ou plusieurs substituants fluor (fluorocarbure ou hydrofluorocarbure) ou un alcane avec un ou plusieurs substituants chlore et fluor (hydrochlorofluorocarbure ou chlorofluorocarbure) ou un alcène avec un ou plusieurs substituants fluor (fluorooléfine ou hydrofluorooléfine) ou un alcène avec un ou plusieurs substituants chlore et fluor (hydrochlorofluorooléfine ou chlorofluorooléfine).

Le composé chloré et le composé fluoré peuvent être linéaires ou ramifiés, de préférence linéaires.

Selon un mode de réalisation, le composé chloré et le composé fluoré comportent un seul atome de carbone.

Selon un mode de réalisation, le composé chloré et le composé fluoré comportent deux atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation, le composé chloré et le composé fluoré comportent trois atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation, le composé chloré et le composé fluoré comportent quatre atomes de carbone.

Selon un mode de réalisation, le composé chloré et le composé fluoré comportent cinq atomes de carbone. L'invention trouve notamment à s'appliquer pour les réactions de fluoration suivantes : • fluoration du perchloroéthylène (PER) en pentafluoroéthane (HFC-125) ; • fluoration du 1,1,1,2,3-pentachloropropane (HCC-240db) en 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) ; • fluoration du 1,1,1,2,3-pentachloropropane (HCC-240db) en 2,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf) ; • fluoration du 1,1,1,2,3-pentachloropropane (HCC-240db) en 1,1,1,2,2- pentafluoropropane (HFC-245cb) ; • fluoration du 1,1,1,3,3-pentachloropropane (HCC-240fa) en 1,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234ze) ; • fluoration du 1,1,1,3,3-pentachloropropane (HCC-240fa) en l-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd) ; • fluoration du 1,1,1,3,3-pentachloropropane (HCC-240fa) en 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (HFC-245fa) ; • fluoration du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) en 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf); • fluoration du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) en 1,1,1,2,2- pentafluoropropane (HFC-245cb) ; • fluoration du l-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd) en 1,1,1,3,3- pentafluoropropane (HFC-245fa) ; • fluoration du 1,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234ze) en 1,1,1,3,3- pentafluoropropane (HFC-245fa) ; • fluoration du 1,1,2,2,3-pentachloropropane (HCC-240aa) en 2,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf) ; • fluoration du 1,1,2,2,3-pentachloropropane (HCC-240aa) en 1,1,1,2,2- pentafluoropropane (HFC-245cb) ; • fluoration du 1,1,2,2,3-pentachloropropane (HCC-240aa) en 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) ; • fluoration du 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243db) en 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf) ; • fluoration du 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243db) en l-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd) ; • fluoration du 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243db) en 1,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234ze) ; • fluoration du 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243db) en 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) ; • fluoration du 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243db) en 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (HFC-245cb) ; • fluoration du 3,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243fa) en l-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd) ; • fluoration du 3,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243fa) en 1,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234ze) ; • fluoration du 3,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane (HCFC-243fa) en 1,1,1,3,3-pentafluoropropane (HFC-245fa) ; • fluoration du 1,1,2,3-tétrachloropropène (HCO-1230xa) en 2,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf) ; • fluoration du 1,1,2,3-tétrachloropropène (HCO-1230xa) en 1,1,1,2,2-pentafluoropropane (HFC-245cb) ; • fluoration du 1,1,2,3-tétrachloropropène (HCO-1230xa) en 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) ; • fluoration du 2,3,3,3-tetrachloropropène (HCO-1230xf) en 2,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf) ; • fluoration du 2,3,3,3-tetrachloropropène (HCO-1230xf) en 1,1,1,2,2- pentafluoropropane (HFC-245cb) ; • fluoration du 2,3,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230xf) en 2-chloro-3,3,3- trifluoropropène (HCFO-1233xf) ; • fluoration du 1,1,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230za) en l-chloro-3,3,3- trifluoropropène (HCFO-1233zd) ; • fluoration du 1,1,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230za) en 1,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234ze) ; • fluoration du 1,1,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230za) en 1,1,1,3,3- pentafluoropropane (HFC-245fa) ; • fluoration du 1,3,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230zd) en 1,1,1,3,3- pentafluoropropane (HFC-245fa) ; • fluoration du 1,3,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230zd) en l-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd) ; • fluoration du 1,3,3,3-tétrachloropropène (HCO-1230zd) en 1,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234ze) ; • fluoration du l-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233zd) en 1,3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234ze) ; • fluoration du 1,1,2-trichloroéthane en l-chloro,2,2-difluoroéthane (HCFC-142) ; • fluoration du 1,2-dichloroéthylène en l-chloro-2,2-difluoroéthane (HCFC-142)

La conversion du composé chloré en composé fluoré peut être une conversion directe (avec une seule étape de réaction ou avec un seul ensemble de conditions réactionnelles) ou une conversion indirecte (avec deux ou plus de deux étapes de réaction ou en utilisant deux ou plus de deux ensembles de conditions réactionnelles).

La réaction de fluoration peut être effectuée : • avec un rapport molaire HF / composé chloré de 1:1 à 150:1, de préférence de 2:1 à 125:1 et de manière plus particulièrement préférée de 3:1 à 100:1 ; • avec un temps de contact de 1 à 100 s, de préférence 2 à 75 s et plus particulièrement 3 à 50 s (volume de catalyseur divisé par le flux entrant total, ajusté à la température et à la pression de fonctionnement) ; • à une pression absolue allant de la pression atmosphérique à 20 bara, de préférence de 2 à 18 bara, plus préférentiellement de 3 à 15 bara ; • à une température (température au lit catalytique) de 200 à 450°C, de préférence de 250 à 400°C, et plus particulièrement de 280 à 380°C.

La réaction de fluoration est effectuée en présence d'une composition catalytique. La composition catalytique comprend un catalyseur à base de chrome. De préférence, le catalyseur à base de chrome peut être un oxyde de chrome (par exemple CrCh, OO3 ou Ο2Ο3), 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. La composition catalytique 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 de la composition catalytique. La composition catalytique peut également comprendre 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. De préférence, la composition catalytique a 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.

Afin d'éviter une désactivation du catalyseur lors de la réaction, un agent d'oxydation (par exemple de l'oxygène ou du chlore) peut être ajouté, par exemple dans un rapport molaire agent d'oxydation / composés organiques de 0,005 à 2, de préférence de 0,01 à 1,5. On peut par exemple utiliser un flux d'oxygène pur ou de chlore pur, ou un mélange oxygène / azote ou chlore / azote.

Avant son utilisation, la composition catalytique est de préférence soumise à une activation avec de l'air, de l'oxygène ou du chlore et/ou avec de l'HF.

Avant son utilisation, la composition catalytique est de préférence soumise à une activation avec de l'air ou de l'oxygène et du 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 to 400°C and sa durée de préférence de 6 à 100 h.

En faisant référence à la figure 2, un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit dans le cas particulier d'un procédé de production de HFO-1234yf à partir de HCC-240db, étant entendu qu'il vaut de manière analogue avec d'autres couples de composés chlorés / composés fluorés. L'installation selon l'invention comprend une conduite d'amenée de flux liquide de HCC-240db 2 et une conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'HF 5, qui alimentent un réacteur de fluoration catalytique 8. La conduite d'amenée de flux liquide de HCC-240db 2 est issue d'une réserve de HCC-240db liquide 1. La conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'HF 5 peut transporter un flux de HF pur (éventuellement en combinaison avec un agent d'oxydation tel que décrit ci-dessus) ou, alternativement, un mélange de HF et de composés organiques, notamment de composés organiques chloré et/ou fluorés, comme c'est le cas dans l'exemple illustré, et comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous.

Une unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange 4 est alimentée à la fois par la conduite d'amenée de flux liquide de HCC-240db 2 et la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'HF 5. Cette unité est adaptée à mélanger le flux gazeux et le flux liquide. Il s'agit de préférence d'un mélangeur statique afin de permettre un procédé de type continu. Le mélangeur statique comprend une ou plusieurs buses de pulvérisation équipées d'orifices ayant un diamètre spécifique. Lesdites une ou plusieurs buses de pulvérisation permettent la pulvérisation du flux liquide dans le mélangeur statique avant sa vaporisation. De préférence, lesdites une ou plusieurs buses ont des orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 500 pm. Ainsi, lesdites une ou plusieurs buses peuvent avoir des orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 450 pm, de préférence inférieur à 400 pm, plus préférentiellement inférieur à 350 pm, en particulier inférieur à 300 pm, plus particulièrement inférieur à 250 pm, de manière privilégiée inférieur à 200 pm, de manière avantageusement privilégiée inférieur à 150 pm, de manière préférentiellement privilégiée inférieur à 100 pm, de manière particulièrement privilégiée inférieur à 75 pm. Dans cette unité, le flux gazeux comprenant de l'HF cède de la chaleur au flux liquide de HCC-240db, ce qui permet la vaporisation du HCC-240db. Des buses de pulvérisation ayant les caractéristiques mentionnées dans la présente demande sont donc disponibles commercialement. Les inventeurs ont remarqué de manière surprenante que l'utilisation de buses permettant spécifiquement la formation de gouttelettes ayant un diamètre moyen inférieur à 500 pm limitait la formation de coke dans les équipements tel que les échangeurs de chaleur, les conduites d'amenée ou le réacteur catalytique.

Le mélange du HCC-240db, du HF et éventuellement de composés supplémentaires est collecté dans une conduite de collecte de mélange gazeux 6 en sortie de l'unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange 4, qui transporte le mélange jusqu'au réacteur de fluoration catalytique 8.

Le HCC-240db peut subir une étape de chauffage préliminaire avant le mélange avec le flux gazeux comprenant de l'HF. Dans ce cas, ce chauffage préliminaire est effectué à une température inférieure à la température de vaporisation du HCC-240db (et à une température inférieure à la température de dégradation ou de décomposition de ce composé). A cet effet, on peut prévoir des moyens de chauffage 3 sur la conduite d'amenée de flux liquide de HCC-240db 2.

Entre le mélange du HCC-240db avec le flux comprenant de l'HF et la réaction de fluoration, on peut, selon les cas, prévoir un chauffage complémentaire du mélange ou au contraire un refroidissement de celui-ci, en prévoyant soit des moyens de chauffage soit, comme illustré sur la figure, des moyens de refroidissement 7 sur la conduite de collecte de mélange gazeux 6. Le choix du chauffage ou du refroidissement dépend de la température souhaitée pour la réaction de fluoration, en comparaison de la température du mélange gazeux issu de l'unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange 4.

En sortie du réacteur de fluoration catalytique 8 est connectée une conduite de collecte de flux de produits 9. Celle-ci alimente une unité de séparation 10 (ou plusieurs unités de séparation successives) permettant notamment de séparer le produit d'intérêt (composé fluoré, ici le HFO-1234yf) du reste du flux de produits. A cet égard, on peut notamment utiliser une ou plusieurs colonnes de distillation, ou des unités de décantation, extraction, lavage ou autres. Ce produit d'intérêt est récupéré dans une conduite de collecte de composé fluoré 11 en sortie de l'unité de séparation 10. Par ailleurs, un flux de recyclage est récupéré dans une conduite de collecte de flux de recyclage 12. D'autres produits indésirables peuvent être éliminés par ailleurs à ce stade (notamment l'acide chlorhydrique généré lors de la réaction de fluoration).

Le flux de recyclage peut contenir notamment des réactifs non réagis, à savoir HF et composé chloré (ici le HCC-240db). Il peut également contenir des produits secondaires issus de la réaction, c'est-à-dire des produits fluorés obtenus par fluoration du composé chloré (HCC-240db) et autres que le composé fluoré désiré. Dans le cas illustré, le flux de recyclage contient notamment du HCFO-1233xf, et éventuellement du HFC-245cb (1,1,1,2,2-pentafluoropropane), obtenus par fluoration du HCC-240db.

Selon un mode de réalisation possible, le flux de recyclage peut être directement retourné vers le réacteur de fluoration catalytique 8. Selon un autre mode de réalisation possible, il peut faire l'objet d'un traitement complètement distinct, voire d'une valorisation séparée. Selon un autre mode de réalisation possible, il est partiellement retourné au réacteur de fluoration catalytique 8.

Selon un autre de mode réalisation, qui est celui illustré ici, le flux de recyclage subit une fluoration complémentaire avant d'être retourné vers le réacteur de fluoration catalytique 8 principal.

Ainsi, la conduite de collecte de flux de recyclage 12 alimente un réacteur de fluoration catalytique 16 complémentaire. Une conduite d'apport d'HF 13 peut le cas échéant, comme illustré, être connectée sur celle-ci afin d'apporter de l'HF frais. Une conduite d'apport d'agent oxydant 14 peut aussi, le cas échéant, comme illustré, être connectée sur conduite de collecte de flux de recyclage 12 afin d'assurer un apport en agent oxydant propre à maintenir l'activité catalytique du catalyseur.

Des moyens de chauffage et de vaporisation 15 peuvent être prévus sur la conduite de collecte de flux de recyclage 12 afin de porter le flux à la température souhaitée pour la réaction de fluoration complémentaire, qui est effectuée dans le réacteur de fluoration catalytique 16 complémentaire.

Dans l'exemple illustré, la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'HF 5 (précédemment décrite) est directement issue du réacteur de fluoration catalytique 16 complémentaire. Ainsi, le flux gazeux comprenant de l'HF contient, outre de l'HF (et le cas échéant de l'agent oxydant), des produits fluorés issus de la réaction de fluoration complémentaire.

Un apport de HF frais et/ou un apport d'agent oxydant peuvent être ajoutés dans la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'HF 5 si besoin.

Le principe d'un procédé de production comprenant deux étapes distinctes de fluoration catalytique, l'alimentation en réactif chloré (HCC-240db) s'effectuant entre ces deux étapes, est décrit en détail dans le document WO 2013/088195, auquel il est renvoyé à titre de référence.

Le flux gazeux comprenant du HF (qui est utilisé pour vaporiser le flux liquide de composé chloré) correspond à un flux issu d'une réaction de fluoration complémentaire d'un flux de recyclage. D'autres variantes sont possibles : • le flux gazeux comprenant du HF peut être un flux issu d'une réaction de fluoration complémentaire d'un flux de recyclage, additionné de HF supplémentaire et/ou d'agent d'oxydation supplémentaire ; • le flux gazeux comprenant du HF peut être directement un flux de recyclage ou un flux partiel de recyclage (sans étape de réaction de fluoration complémentaire); • le flux gazeux comprenant du HF peut être directement un flux de recyclage (sans étape de réaction de fluoration complémentaire), additionné de HF supplémentaire et/ou d'agent d'oxydation supplémentaire ; • le flux gazeux comprenant du HF peut être un flux de HF frais comprenant éventuellement de l'agent d'oxydation frais.

Dans ce dernier cas, si un flux de recyclage est présent, il peut être introduit après l'étape de mélange du flux gazeux comprenant du HF avec le flux liquide de composé chloré ; et, si on met en œuvre une réaction de fluoration complémentaire d'un flux de recyclage, le flux issu de cette réaction peut être introduit après l'étape de mélange du flux gazeux comprenant du HF avec le flux liquide de composé chloré.

Un autre mode de réalisation est maintenant décrit en faisant référence à la figure 3 : il s'agit d'un procédé de production de HFC-125 à partir de PER (ainsi que l'installation permettant sa mise en œuvre). L'installation comporte une conduite d'amenée de flux gazeux comprenant du HF 25 et une conduite d'amenée de flux liquide de PER 21, qui alimentent toutes deux une unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange 22, qui est un mélangeur statique. Le mélangeur statique comprend une ou plusieurs buses de pulvérisation équipées d'orifices ayant un diamètre spécifique. Lesdites une ou plusieurs buses de pulvérisation permettent la pulvérisation du flux liquide dans le mélangeur statique avant sa vaporisation. De préférence, lesdites une ou plusieurs buses ont des orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 500 pm. Ainsi, lesdites une ou plusieurs buses peuvent avoir des orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 450 pm, de préférence inférieur à 400 pm, plus préférentiellement inférieur à 350 pm, en particulier inférieur à 300 pm, plus particulièrement inférieur à 250 pm, de manière privilégiée inférieur à 200 pm, de manière avantageusement privilégiée inférieur à 150 pm, de manière préférentiellement privilégiée inférieur à 100 pm, de manière particulièrement privilégiée inférieur à 75 pm. En sortie du mélangeur statique est connectée une conduite de collecte de mélange gazeux 23, qui alimente un ou une série de plusieurs réacteurs de fluoration (non représentés). Des moyens de chauffage 26a, 26b, 26c sont prévus sur la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant du HF 25. Des moyens de chauffage 24a, 24b sont prévus sur la conduite de collecte de mélange gazeux 23. Selon un mode de réalisation, le flux gazeux comprenant du HF est obtenu par chauffage et le cas échéant vaporisation d'un flux de recyclage collecté après traitement et séparation d'un flux de produits issu de la réaction de fluoration catalytique. Certains des moyens de chauffage 26a, 24a employés peuvent être des échangeurs économiseurs de chaleur.

Grâce à la mise en œuvre du procédé selon la présente invention, la vaporisation du composé chloré et son mélange avec l'acide fluorhydrique est réalisée en limitant substantiellement le phénomène de cokage. Ceci permet de maintenir la productivité du procédé à l'échelle industrielle.

Exemples

Exemple 1 (comparatif)

On utilise une installation telle que décrite en relation avec la figure 2. Un flux gazeux 5 issu d'un réacteur de fluoration 8 et comprenant de l'HF est mélangé à un flux liquide 2 de 240db préalablement préchauffé à une température de 120°C à une pression de 4 à 6 bara. Le débit du flux gazeux 5 comprenant de l'HF issu du réacteur de fluoration est de 20 à 50 kg/h. Ce flux gazeux est à une température de 320°C à 350°C et à une pression 3 à 5 de bara. Le débit du flux liquide de 240db est de 3 à 4 kg/h. Le mélange entre les deux flux est effectué dans un mélangeur statique 4 ne comportant pas de buses de pulvérisation (pas de formation de gouttelettes). Au bout de 500h, une inspection visuelle de la conduite d'amenée au réacteur est effectuée et la formation de coke est observée. En outre, les premières couches du lit catalytique au sein du réacteur présentent également un dépôt de coke.

Exemple 2 (invention)

On répète l'exemple 1 en utilisant un mélangeur statique 4 comprenant une buse dont les orifices forment des gouttelettes d'un diamètre moyen inférieur à 200 pm. Au bout de 500 h, l'inspection visuelle de la conduite d'amenée au réacteur et des premières couches du lit catalytique ne montre aucun dépôt de coke.

Exemple 3 (comparatif)

On utilise une installation telle que décrite en relation avec la figure 3. L'installation comporte une conduite d'amenée de flux gazeux comprenant du HF 25 et une conduite d'amenée de flux liquide de perchloroéthylène 21, qui alimentent toutes deux un mélangeur statique 22. Le mélangeur statique 22 comprend une buse dont les orifices forment des gouttelettes d'un diamètre moyen supérieur à 700 pm. Une inspection visuelle est réalisée au bout de 1000 h. La formation de coke au niveau de la buse et dans le mélangeur statique est observée.

Exemple 4 (invention)

On répète l'exemple 3 avec un mélangeur statique 22 comprenant une buse dont les orifices forment des gouttelettes d'un diamètre moyen inférieur à 200 pm. Une inspection visuelle est réalisée au bout de 8000 h. L'inspection de la buse et du mélangeur statique associé ne font pas état d'un encrassement par cokage.

Claims (15)

1. Revendications

   1. Procédé de production d'un composé fluoré comprenant les étapes de : a) fourniture d'un flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique ; b) fourniture d'au moins un flux liquide de composé chloré ; c) pulvérisation dudit au moins un flux liquide de composé chloré pour former des gouttelettes ; d) vaporisation desdites gouttelettes produites à l'étape c) par mélange avec ledit flux gazeux, le mélange résultant étant un mélange gazeux ; e) la réaction catalytique du composé chloré avec l'acide fluorhydrique en phase gazeuse et la collecte d'un flux de produit ; caractérisé en ce que les gouttelettes produites à l'étape c) ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm.
2. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 150 pm, de préférence inférieur à 100 pm.
3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que plus de 90% des gouttelettes produites ont un diamètre moyen inférieur à 500 pm.
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - le composé chloré est un chlorocarbure, un hydrochlorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une chlorooléfine, une hydrochlorooléfine, une chlorofluorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; et dans lequel le composé fluoré est un fluorocarbure, un hydrofluorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une fluorooléfine, une hydrofluorooléfine, une chlorofluorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; et - de préférence le composé chloré est choisi parmi le 1,1,2-trichloroéthane, le 1,1,1,2,3-pentachloropropane, le 1,1,1,3,3-pentachloropropane, le 1,1,2,2,3-pentachloropropane, le 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, le perchloroéthylène, le 1,2-dichloroéthylène, le 1,1,2,3-tétrachloropropène, le 2,3,3,3-tetrachloropropène, le 1,1,3,3-tétrachloropropène, le 1,3,3,3-tétrachloropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1-chloro-3,3,3-trifluoropropène et leurs mélanges ; - de préférence le composé fluoré est choisi parmi le pentafluoroéthane, le 1-chloro,2,2-difluoroéthane, le 1,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le l-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluoropropane et leurs mélanges ; - de manière plus particulièrement préférée le composé chloré est le perchloroéthylène et le composé fluoré est le pentafluoroéthane, ou le composé chloré est le 1,1,1,2,3-pentachloropropane et le composé fluoré est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène.
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les étapes c) et d) sont mises en œuvre dans une unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange, cette dernière étant est un mélangeur statique comprenant une ou plusieurs buses de pulvérisation équipées d'orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 500 pm.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une ou des étapes de séparation du flux de produit, permettant de collecter d'une part un flux du composé fluoré et d'autre part un flux de recyclage ; de préférence le flux de recyclage fournit le flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique, éventuellement après un apport d'acide fluorhydrique ou de préférence une étape de fluoration catalytique du flux de recyclage est mise en œuvre, le cas échéant avec un apport d'acide fluorhydrique, le flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique étant collecté à l'issue de cette étape de fluoration.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de chauffage du flux liquide de composé chloré à une température inférieure à la température de vaporisation de celui-ci.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, après l'étape d), et avant l'étape e) : • une étape de chauffage du mélange ; ou • une étape de refroidissement du mélange.
9. 9. Installation de production d'un composé fluoré comprenant : • une conduite d'amenée de flux liquide de composé chloré (2) ; • une conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique (5) ; • une unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange, (4) alimentée par la conduite d'amenée de flux liquide de composé chloré (2) et la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique (5); • une conduite de collecte de mélange gazeux (6) en sortie de l'unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange (4) ; • un réacteur de fluoration catalytique (8) alimenté par la conduite de collecte de mélange gazeux (6) ; et • une conduite de collecte de flux de produit (9) en sortie du réacteur de fluoration catalytique (8) ; caractérisée en ce que l'unité de pulvérisation, de vaporisation et de mélange (4) est un mélangeur statique comprenant une ou plusieurs buses de pulvérisation équipées d'orifices aptes à permettre la formation de gouttelettes de diamètre moyen inférieur à 500 pm.
10. 10. Installation selon la revendication 9, dans laquelle : • le composé chloré est un chlorocarbure, un hydrochlorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une chlorooléfine, une hydrochlorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; et dans lequel le composé fluoré est un fluorocarbure, un hydrofluorocarbure, un chlorofluorocarbure, un hydrochlorofluorocarbure, une fluorooléfine, une hydrofluorooléfine ou une hydrochlorofluorooléfine ; et • de préférence le composé chloré est choisi parmi le 1,1,2-trichloroéthane, le 1,1,1,2,3-pentachloropropane, le 1,1,1,3,3-pentachloropropane, le 1,1,2,2,3-pentachloropropane, le 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, le perchloroéthylène, le 1,2-dichloroéthylène, le 1,1,2,3-tétrachloropropène, le 2,3,3,3-tetrachloropropène, le 1,1,3,3-tétrachloropropène, le 1,3,3,3-tétrachloropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le l-chloro-3,3,3-trifluoropropène, et leurs mélanges ; • de préférence le composé fluoré est choisi parmi le pentafluoroéthane, le 1-chloro,2,2-difluoroéthane, le 1,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2,3,3,3-tétrafluoropropène, le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, le l-chloro-3,3,3- trifluoropropène, le 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, le 1,1,1,3,3-pentafluoropropane et leurs mélanges ; • de manière plus particulièrement préférée le composé chloré est le perchloroéthylène et le composé fluoré est le pentafluoroéthane, ou le composé chloré est le 1,1,1,2,3-pentachloropropane et le composé fluoré est le 2,3,3,3-tétrafluoropropène.
11. 11. Installation selon l'une des revendications 9 ou 10, comprenant : • au moins une unité de séparation (10) alimentée par la conduite de collecte de flux de produits (9) ; et • une conduite de collecte de composé fluoré (11) et une conduite de collecte de flux de recyclage (12) en sortie de la ou les unités de séparation (10).
12. 12. Installation selon la revendication 11, dans laquelle la conduite de collecte de flux de recyclage (12) et éventuellement une conduite d'apport d'acide fluorhydrique (13) alimentent la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique (5).
13. 13. Installation selon la revendication 11, comprenant un réacteur de fluoration catalytique (16) alimenté au moins en partie par la conduite de collecte de flux de recyclage (12), le cas échéant avec un apport d'acide fluorhydrique, la conduite d'amenée de flux gazeux comprenant de l'acide fluorhydrique (5) étant issue du réacteur de fluoration catalytique (16).
14. 14. Installation selon l'une des revendications 9 à 13, comprenant des moyens de chauffage (3) sur la conduite d'amenée de flux liquide de composé chloré (2).
15. 15. Installation selon l'une des revendications 9 à 14, comprenant des moyens de chauffage ou des moyens de refroidissement (9) sur la conduite de collecte de mélange gazeux (6).