Domaine technique de l'invention

La présente invention se rapporte à la production d'hydrofluorooléfines, en particulier la présente invention se rapporte à la production de 2,3,3,3-tétrafluoropropène.

Arrière-plan technologique de l'invention

Les hydrocarbures halogénés, en particulier les hydrocarbures fluorés comme les hydrofluorooléfines, sont des composés qui ont une structure utile comme matériaux fonctionnels, solvants, réfrigérants, agents de gonflage et monomères pour polymères fonctionnels ou matériaux de départ pour de tels monomères. Des hydrofluorooléfines comme le 2,3,3,3-tétrafluoropropène (HFO-1234yf) attirent l'attention parce qu'elles offrent un comportement prometteur comme réfrigérants à faible potentiel de réchauffement global.

Les procédés de production de fluorooléfines sont habituellement effectués en présence d'une substance de départ telle qu'un alcane contenant du chlore ou un alcène contenant du chlore, et en présence d'un agent fluorant tel que le fluorure d'hydrogène. Ces procédés peuvent être effectués en phase gazeuse ou en phase liquide, en absence ou non de catalyseur. On connaît par exemple par US 2009/0240090 un procédé en phase gazeuse de préparation du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène (HCFO-1233xf) à partir du 1,1, 1,2,3- pentachloropropane (HCC-240db). Le HCFO-1233xf ainsi produit est converti en 2-chloro-

1.1.1.2-tétrafluoropropane (HCFC-244bb) en phase liquide puis ce dernier est converti en

2.3.3.3-tétrafluoropropène.

On connaît également par WO 2013/088195, un procédé de préparation du 2, 3,3,3- tétrafluoropropène à partir du 1,1,1,2,3-pentachloropropane et/ou 1, 1,2, 2,3- pentachloropropane, comprenant les étapes : (a) réaction catalytique du 1,1,1,2,3- pentachloropropane et/ou 1,1,2,2,3-pentachloropropane avec HF en un mélange réactionnel comprenant HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène, 2,3,3,3-tetrafluoropropène, HF n'ayant pas réagi et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane; (b) séparation du mélange réactionnel en un premier courant comprenant HCl et 2,3,3,3-tétrafluoropropène et un second courant comprenant HF, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2- pentafluoropropane; (c) réaction catalytique dudit second courant en un mélange réactionnel comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène non réagi, HF non réagi et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane et (d) alimentation du mélange réactionnel obtenu à l'étape c) directement à l'étape a) sans séparation.

Dans les procédés de production du 2,3,3,3-tétrafluoropropène, la maîtrise et le contrôle de la température de la réaction est un paramètre important qui permet d'atteindre la cinétique de réaction, les conversions et les sélectivités souhaitées. Ceci est également particulièrement recommandé pour éviter des décompositions thermiques de composés thermiquement sensibles pouvant impacter l'activité du catalyseur par la formation de coke et ainsi réduire considérablement la durée de vie du catalyseur.

On connaît par W02008/054781 qu'une température (300-350°C) favorise formation de 1234yf, 245cb, 1233xf, tandis qu'une température plus importante (350-450°C) favorise formation des isomères 1234ze, 245fa, 1233zd.

Il s'avère donc important de maîtriser et de contrôler la température des gaz à l'entrée des réacteurs mais également de maîtriser et de contrôler en tout point de la masse catalytique, s'il y en une.

Un réacteur multitubulaire est par définition le réacteur isotherme idéal pour pouvoir contrôler la température de réaction et obtenir une température de réaction la plus homogène possible puisque le catalyseur est réparti dans des tubes et qu'un fluide peut circuler dans la calandre autour des tubes pour soit éliminer de la chaleur de réaction en cas de réaction exothermique, soit apporter de la chaleur en cas de réaction endothermique. En revanche, lorsque des quantités de catalyseurs importantes doivent être utilisées, la réalisation d'un réacteur multitubulaire peut s'avérer impossible car il faudrait un nombre de tubes trop important et une distribution homogène des gaz dans chacun des tubes s'avère alors très difficile à réaliser. De plus, la maintenance de réacteurs multitubulaires de grande taille s'avère beaucoup plus délicate et coûteuse; en particulier les opérations de changement de catalyseur requièrent une longue immobilisation du réacteur à la fois pour vidanger le catalyseur usagé et pour remplir de façon extrêmement homogène chaque tube par du catalyseur neuf. Cet aspect négatif sera renforcé lorsque la durée de vie du catalyseur sera courte.

Dès lors, l'utilisation d'un réacteur à lit fixe adiabatique est préférée. Néanmoins, ce type de réacteur ne présente pas d'échange de chaleur avec un milieu extérieur par définition. En effet, le réacteur adiabatique est caractérisé par une température non homogène en tout point du lit fixe et ainsi, par un gradient de température à la fois radial et longitudinal, du fait des chaleurs de réaction et des pertes thermiques au niveau des parois externes du réacteur. Le document US 2016/0347692 décrit la mise en œuvre d'un procédé de production radicalaire en phase gazeuse homogène de propène chloré ou fluoré dans un réacteur adiabatique à écoulement contrôlant les turbulences des flux entrant dans le réacteur.

Il existe néanmoins un besoin pour améliorer les procédés de production de 2, 3,3,3- tétrafluoropropène dans des réacteurs adiabatiques.

Résumé de l'invention

Selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de production de

2.3.3.3-tétrafluoropropène comprenant les étapes :

i) dans un premier réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène avec de l'acide fluorhydrique en phase gazeuse en présence d'un catalyseur pour produire un courant A comprenant 2,3,3,3- tétrafluoropropène, HF et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène n'ayant pas réagi ; et

ii) dans un second réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact en phase gazeuse en présence ou non d'un catalyseur d'acide fluorhydrique avec au moins un composé chloré sélectionné parmi le groupe consistant en

1.1.1.2.3-pentachloropropane, 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 2,3,3,3-tétrachloropropène et 1,1,2,3-tétrachloropropène pour produire un courant B comprenant 2-chloro-3,3,3- trifluoropropène,

caractérisé en ce que

le courant A obtenu à l'étape i) alimente ledit second réacteur utilisé pour l'étape ü) ;

la température à l'entrée du lit fixe d'un desdits premier ou second réacteurs est comprise entre 300°C et 400°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe du réacteur considéré est inférieure à 20°C.

La valeur de la différence de température longitudinale est considérée en valeur absolue.

Selon un mode de réalisation préféré, la température à l'entrée du lit fixe dudit premier réacteur est comprise entre 330°C et 360°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit premier réacteur et la sortie du lit fixe dudit premier réacteur est inférieure à 20°C.

Selon un mode de réalisation préféré, la température à l'entrée du lit fixe dudit second réacteur est comprise entre 340°C et 380°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit second réacteur et la sortie du lit fixe dudit second réacteur est inférieure à 20°C.

Selon un mode de réalisation préféré, le ratio molaire HF/2-chloro-3,3,3- trifluoropropène à l'étape i) ou le ratio molaire entre HF et ledit composé chloré à l'étape ii) ou les deux est ajusté de sorte à maintenir la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe du réacteur considéré inférieure à 20°C.

Selon un mode de réalisation préféré, le ratio molaire HF/2-chloro-3,3,3- trifluoropropène, à l'étape i), est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12.

Selon un mode de réalisation préféré, le ratio molaire H F/ composé chloré, à l'étape ii), est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12.

Selon un mode de réalisation préféré, les parois latérales dudit premier réacteur et/ou dudit second réacteur comprennent une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée sur ladite couche intermédiaire ; et la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe d'un desdits premier ou second réacteurs et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit réacteur considéré est inférieure à 10°C. Ladite couche intérieure est celle en contact avec les réactifs. La valeur de la différence de température radiale est considérée en valeur absolue.

Selon un mode de réalisation préféré, les parois latérales dudit premier réacteur et/ou dudit second réacteur comprennent une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée sur ladite couche intermédiaire ; ladite couche isolante étant faite d'un matériau calorifuge M2 dont l'épaisseur varie entre 1 mm et 500 mm. Ladite couche intérieure est celle en contact avec le mélange réactionnel.

Selon un mode de réalisation préféré, le matériau calorifuge M2 est sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée.

Selon un mode de réalisation préféré, la pression à l'entrée dudit premier réacteur et à l'entrée dudit second réacteur est comprise entre 3 et 15 bara. Selon un mode de réalisation préféré, au moins une partie dudit courant B est recyclée à l'étape i) et ladite au moins une partie dudit courant B recyclée a une conductivité électrique inférieure à 15 mS/cm.

Selon un second aspect, la présente invention concerne un réacteur adiabatique comprenant un fond, un couvercle et des parois latérales faisant jonction entre le fond et le couvercle, au moins un lit fixe et au moins une canne supportant un ou plusieurs capteur(s) de température ; ledit fond, ledit couvercle et lesdites parois latérales comprennent chacun au moins une couche intérieure, une couche intermédiaire disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante disposée autour de ladite couche intermédiaire caractérisé en ce que :

- ladite couche intérieure est faite d'un matériau Ml comprenant une teneur massique en nickel d'au moins 30% ;

- ladite couche intermédiaire est faire d'un matériau Ml' comprenant au moins 70% en poids de fer ;

- ladite couche isolante est faite d'un matériau calorifuge M2 sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium- magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée ;

- la longueur de ladite au moins une canne supportant un ou plusieurs capteur(s) de température est au moins égale à la hauteur dudit lit fixe ; et

- ladite au moins une canne comprend au moins un capteur de température disposé dans ledit lit fixe.

Selon un mode de réalisation préféré, ledit matériau calorifuge M2 a une épaisseur comprise entre 1 mm et 500 mm.

Selon un troisième aspect, la présente invention fournit une installation de fabrication du 2,3,3,3-tétrafluoropropène, comprenant :

- un premier réacteur adiabatique selon la présente invention ;

- un second réacteur adiabatique selon la présente invention ;

- un système d'alimentation en flux réactionnel desdits premier et second réacteurs ;

- un système de collecte et de purification du flux de sortie dudit second réacteur ;

- optionnellement un système de collecte du flux de sortie dudit premier réacteur ;

- au moins un conductimètre apte à mesurer la conductivité électrique du flux réactionnel entrant dans ledit premier réacteur. Selon un mode de réalisation préféré, le système d'alimentation en flux réactionnel dudit premier réacteur comprend une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique et au moins une ligne d'amenée du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène ; et le système d'alimentation en flux réactionnel dudit second réacteur comprend une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique, au moins une ligne d'amenée d'au moins un composé chloré tel que défini dans la présente invention, et au moins un dispositif de mélange de l'acide fluorhydrique et dudit au moins un composé chloré.

Brève description des figures

La figure 1 représente schématiquement un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe longitudinale d'un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 3 représente schématiquement une vue en coupe transversale d'un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 4 représente schématiquement une vue en coupe des parois latérales d'un réacteur selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 5 représente schématiquement une installation de fabrication de 2, 3,3,3- tétrafluoropropène selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.

Description détaillée de l'invention

La présente invention se rapporte à un procédé de production de 2, 3,3,3- tétrafluoropropène (HFO-1234yf). Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un procédé de production en deux étapes du 2,3,3,3-tétrafluoropropène.

De préférence, ledit procédé de production de 2,3,3,3-tétrafluoropropène comprend les étapes :

i) dans un premier réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène avec de l'acide fluorhydrique en phase gazeuse en présence d'un catalyseur pour produire un courant A comprenant 2,3,3,3- tétrafluoropropène, HF et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène n'ayant pas réagi ; et

ii) dans un second réacteur adiabatique comportant un lit fixe composé d'une entrée et d'une sortie, mise en contact en phase gazeuse en présence ou non d'un catalyseur d'acide fluorhydrique avec au moins un composé chloré sélectionné parmi le groupe consistant en 1,1,1,2,3-pentachloropropane, 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane, 2,3,3,3-tétrachloropropène et 1,1,2,3-tétrachloropropène pour produire un courant B comprenant 2-chloro-3,3,3- trifluoropropène.

De préférence, le courant A obtenu à l'étape i) alimente ledit second réacteur utilisé pour l'étape ii). De préférence, ledit courant A comprend également HCl et optionnellement 1,1,1,2,2-pentachloropropane.

De préférence, la température à l'entrée du lit fixe d'un desdits premier ou second réacteurs est comprise entre 300°C et 400°C et la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe du réacteur considéré est inférieure à 20°C.

De préférence, la température à l'entrée du lit fixe dudit premier réacteur est comprise entre 320°C et 400°C, de préférence entre 320°C et 375°C, plus préférentiellement entre 320°C et 360°C, en particulier entre 330°C et 360°C. Dans cette étape i), une température supérieure à 400°C peut rendre le catalyseur inactif de façon irréversible tandis qu'une température inférieure à 300°C empêche la réaction de fluoration d'être mise en oeuvre.

De préférence, la température à l'entrée du lit fixe dudit second réacteur est comprise entre 330°C et 400°C, de préférence entre 330°C et 390°C, en particulier entre 340°C et 380°C. Dans cette étape ii), une température supérieure à 400°C peut rendre le catalyseur inactif de façon irréversible tandis qu'une température inférieure à 300°C empêche la réaction de fluoration d'être mise en oeuvre.

Comme mentionné ci-dessus, dans un réacteur adiabatique, la température au sein du réacteur, et en particulier au sein du lit fixe, varie longitudinalement, c'est-à-dire que la température varie entre l'entrée du réacteur et la sortie du réacteur, en particulier entre l'entrée du lit fixe et la sortie du lit fixe. La figure 2 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un réacteur 1 selon un mode particulier de la présente invention et comprenant un lit fixe 5. La différence de température longitudinale ATa est définie par la différence de température entre l'entrée du lit fixe 9 et la sortie du lit fixe 10.

De préférence, la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit premier réacteur et la sortie du lit fixe dudit premier réacteur est inférieure à 20°C, avantageusement inférieure à 19°C, de préférence inférieure à 18°C, plus préférentiellement inférieure à 17°C, en particulier inférieure à 16°C, plus particulièrement inférieure à 15°C, de manière privilégiée inférieure à 14°C, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 13°C, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 12°C, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 11°C, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 10°C. De préférence, la différence de température longitudinale entre l'entrée du lit fixe dudit second réacteur et la sortie du lit fixe dudit second réacteur est inférieure à 20°C, avantageusement inférieure à 19°C, de préférence inférieure à 18°C, plus préférentiellement inférieure à 17°C, en particulier inférieure à 16°C, plus particulièrement inférieure à 15°C, de manière privilégiée inférieure à 14°C, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 13°C, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 12°C, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 11°C, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 10°C.

Selon un mode de réalisation préféré, l'étape i) et l'étape ii) sont mises en oeuvre en présence d'un catalyseur, de préférence un catalyseur à base de chrome. De préférence, le catalyseur à base de chrome peut être un oxyde de chrome (par exemple CrÜ2, CrC>3 ou Cr2C>3), un oxyfluorure de chrome ou un fluorure de chrome (par exemple CrFs) ou un mélange de ceux- ci. L'oxyfluorure de chrome peut contenir une teneur en fluor comprise entre 1 et 60% en poids sur base du poids total de l'oxyfluorure de chrome, avantageusement entre 5 et 55% en poids, de préférence entre 10 et 52% en poids, plus préférentiellement entre 15 et 52% en poids, en particulier entre 20 et 50% en poids, plus particulièrement entre 25 et 45% en poids, de manière privilégiée entre 30 et 45% en poids, de manière plus privilégiée de 35 à 45% en poids de fluor sur base du poids total de l'oxyfluorure de chrome. Le catalyseur peut également comprendre un co-catalyseur choisi parmi le groupe consistant en Ni, Co, Zn, Mg, Mn, Fe, Zn, Ti, V, Zr, Mo, Ge, Sn, Pb, Sb ; de préférence Ni, Co, Zn, Mg, Mn ; en particulier Ni, Co, Zn. La teneur en poids du co-catalyseur est comprise entre 1 et 10% en poids sur base du poids total du catalyseur. Le catalyseur peut être supporté ou non. Un support tel que l'alumine, par exemple sous sa forme alpha, de l'alumine activée, les halogénures d'aluminium (AIF3 par exemple), les oxyhalogénures d'aluminium, du charbon actif, fluorure de magnésium ou du graphite peut être utilisé.

De préférence, le catalyseur peut avoir une surface spécifique entre 1 et 100 m ² /g, de préférence entre 5 et 80 m ² /g, plus préférentiellement entre 5 et 70 m ² /g, idéalement entre 5 et 50 m ² /g, en particulier entre 10 et 50 m ² /g, plus particulièrement entre 15 et 45 m ² /g.

Selon un mode de réalisation préféré, l'étape i) est mise en oeuvre à la pression atmosphérique ou à une pression supérieure à celle-ci, avantageusement à une pression supérieure à 1,5 bara, de préférence à une pression supérieure à 2,0 bara, en particulier à une pression supérieure à 2,5 bara, plus particulièrement à une pression supérieure à 3,0 bara. De préférence, l'étape i) est mise en oeuvre à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 20 bara, de préférence entre 2 et 18 bara, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara. De préférence, l'étape i) du présent procédé est mise en oeuvre avec un temps de contact entre 1 et 100 s, de préférence entre 2 et 75 s, en particulier entre 3 et 50 s. On peut ajouter un oxydant, comme l'oxygène ou le chlore, en cours de l'étape i). 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.

Selon un mode de réalisation préféré, l'étape ii) est mise en oeuvre à la pression atmosphérique ou à une pression supérieure à celle-ci, avantageusement à une pression supérieure à 1,5 bara, de préférence à une pression supérieure à 2,0 bara, en particulier à une pression supérieure à 2,5 bara, plus particulièrement à une pression supérieure à 3,0 bara. De préférence, l'étape ii) est mise en oeuvre à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 20 bara, de préférence entre 2 et 18 bara, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara. De préférence, l'étape ii) du présent procédé est mise en oeuvre avec un temps de contact entre 1 et 100 s, de préférence entre 2 et 75 s, en particulier entre 3 et 50 s. On peut ajouter un oxydant, comme l'oxygène ou le chlore, en cours de l'étape ii). Le rapport molaire de l'oxydant sur le composé hydrocarbure peut être entre 0,005 et 2, de préférence entre 0,01 et 1,5. L'oxydant peut être de l'oxygène pur, de l'air ou un mélange d'oxygène et d'azote.

De préférence, le courant A issu de l'étape i) alimente le second réacteur sans être purifié préalablement à son injection dans celui-ci. De préférence, ledit second réacteur est également alimenté par un courant comprenant de l'acide fluorhydrique et du 1,1, 1,2,3- pentachloropropane ou 2,3-dichloro-l,l,l-trifluoropropane ou 1,1,2,3-tetrachloropropene.

De préférence, à l'étape i), le ratio molaire HF/2-chloro-3,3,3-trifluoropropène est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12. Avantageusement le ratio molaire HF/2-chloro-3,3,3-trifluoropropène est compris entre 12 :1 et 150 :1, de préférence entre 12 :1 et 125 :1, plus préférentiellement entre 12 :1 et 100 :1.

De préférence, à l'étape ii), le ratio molaire HF/ledit au moins un composé chloré est supérieur ou égal à 5, avantageusement supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 12. Avantageusement le ratio molaire HF/ ledit au moins un composé chloré est compris entre 12 :1 et 150 :1, de préférence entre 12 :1 et 125 :1, plus préférentiellement entre 12 :1 et 100 :1.

Comme mentionné ci-dessus, dans un réacteur adiabatique, la température au sein du réacteur, et en particulier au sein du lit fixe, varie radialement, c'est-à-dire que la température varie entre le centre du réacteur et les parois latérales du réacteur situées dans le même plan, en particulier entre le centre du lit fixe et la paroi latérale du réacteur située dans le même plan.

Le contrôle de la température radiale dans le lit fixe peut être effectué en isolant les parois latérales dudit réacteur avec un matériau calorifuge d'une épaisseur définie. Ainsi, lesdites parois latérales comprennent chacune au moins une couche intérieure et une couche isolante disposée autour de ladite couche intérieure.

La figure 3 représente une vue transversale suivant le plan de coupe (a, a') d'un réacteur 1 selon un mode de réalisation de la présente invention et comprenant un lit fixe 5. Les parois latérales 3 dudit premier réacteur et/ou dudit second réacteur comprennent une couche intérieure 21, une couche intermédiaire 22 disposée sur ladite couche intérieure 21 et une couche isolante 23 disposée sur ladite couche intermédiaire 22 (Figure 4). La différence de température radiale ATb est définie par la différence entre un point situé au centre du lit fixe 5 d'un desdits premier ou second réacteurs et un point 12 situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure 21 de la paroi latérale 3 dudit réacteur considéré (Figure 3).

Ainsi, la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe d'un desdits premier ou second réacteurs et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit réacteur considéré est inférieure à 10°C, avantageusement inférieure à 9°C, de préférence inférieure à 8°C, plus préférentiellement inférieure à 7°C, en particulier inférieure à 6°C, plus particulièrement inférieure à 5°C.

Ainsi, la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe dudit premier réacteur et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit premier réacteur est inférieure à 10°C, avantageusement inférieure à 9°C, de préférence inférieure à 8°C, plus préférentiellement inférieure à 7°C, en particulier inférieure à 6°C, plus particulièrement inférieure à 5°C.

En outre, la différence de température radiale entre un point situé au centre du lit fixe dudit second réacteur et un point situé dans le plan radial au niveau de la couche intérieure de la paroi latérale dudit second réacteur est inférieure à 10°C, avantageusement inférieure à 9°C, de préférence inférieure à 8°C, plus préférentiellement inférieure à 7°C, en particulier inférieure à 6°C, plus particulièrement inférieure à 5°C.

Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche intérieure a une épaisseur comprise entre 0,01 et 20 mm. De préférence, ladite couche intérieure peut avoir une épaisseur comprise entre 0,05 et 15 mm, de préférence entre 0,1 et 10 mm, plus préférentiellement entre 0,1 et 5 mm.

Ladite couche intérieure peut être faite d'un matériau Ml comprenant une teneur massique en nickel d'au moins 30%. Avantageusement, le matériau Ml comprend au moins 40% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml. De préférence, le matériau Ml comprend au moins 45 % en poids de nickel, plus préférentiellement au moins 50% en poids de nickel, en particulier au moins 55% en poids de nickel, plus particulièrement au moins 60% en poids de nickel, de manière privilégiée au moins 65% en poids de nickel, de manière plus privilégiée au moins 70% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du chrome dans une teneur inférieure à 35% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 30% en poids, de préférence inférieure à 20% en poids, plus préférentiellement inférieure à 15% en poids, en particulier inférieure à 10% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du molybdène dans une teneur inférieure à 35% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 30% en poids, de préférence inférieure à 20% en poids, plus préférentiellement inférieure à 15% en poids, en particulier inférieure à 10% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. De préférence, le matériau Ml comprend au moins 40% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml, de préférence au moins 45 % en poids de nickel, plus préférentiellement au moins 50% en poids de nickel, en particulier au moins 55% en poids de nickel, plus particulièrement au moins 60% en poids de nickel, de manière privilégiée au moins 65% en poids de nickel, de manière plus privilégiée au moins 70% en poids de nickel sur base du poids total du matériau Ml ; et moins de 35% en poids de chrome, avantageusement moins de 30% en poids, de préférence moins de 20% en poids, plus préférentiellement moins de 15% en poids, en particulier moins de 10% en poids, plus particulièrement moins de 5% en poids de chrome sur base du poids total du matériau Ml ; et moins de 35% en poids de molybdène, avantageusement moins de 30% en poids, de préférence moins de 20% en poids, plus préférentiellement moins de 15% en poids, en particulier moins de 10% en poids, plus particulièrement moins de 5% en poids de molybdène, sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du cobalt dans une teneur inférieure à 10% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 8% en poids, de préférence inférieure à 6% en poids, plus préférentiellement inférieure à 4% en poids, en particulier inférieure à 3% en poids, plus particulièrement inférieure à 2% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du tungstène dans une teneur inférieure à 10% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 9% en poids, de préférence inférieure à 8% en poids, plus préférentiellement inférieure à 7% en poids, en particulier inférieure à 6% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du fer dans une teneur inférieure à 25% en poids sur base du poids total du matériau Ml, avantageusement inférieure à 20% en poids, de préférence inférieure à 15% en poids, plus préférentiellement inférieure à 10% en poids, en particulier inférieure à 7% en poids, plus particulièrement inférieure à 5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du manganèse dans une teneur inférieure à 5% en poids sur base du poids total de l'alliage, avantageusement inférieure à 4% en poids, de préférence inférieure à 3% en poids, plus préférentiellement inférieure à 2% en poids, en particulier inférieure à 1% en poids, plus particulièrement inférieure à 0,5% en poids sur base du poids total du matériau Ml. Le matériau Ml peut également comprendre du cuivre dans une teneur inférieure à 50% en poids, avantageusement inférieure à 45% en poids, de préférence inférieure à 40% en poids, plus préférentiellement inférieure à 35% en poids, en particulier inférieure à 30% en poids, plus particulièrement inférieure à 25% en poids de cuivre sur base du poids total du matériau Ml.

Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche intermédiaire a une épaisseur comprise entre 0,1 et 50 mm. De préférence, ladite couche intermédiaire peut avoir une épaisseur comprise entre 0,5 et 40 mm, de préférence entre 1 et 30 mm, plus préférentiellement entre 1 et 25 mm. Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche intermédiaire 22 est disposée entre ladite couche intérieure 21, en contact avec les réactifs, et ladite couche isolante 23 (Figure 4). Ladite couche intermédiaire 22 peut être faite d'un matériau M . Selon un mode de réalisation préféré, le matériau Ml' comprend au moins 70% en poids de fer, avantageusement au moins 75% en poids, de préférence au moins 80% en poids, plus préférentiellement au moins 85% en poids, en particulier au moins 90% en poids, plus particulièrement au moins 95% en poids de fer sur base du poids total du matériau M . Le matériau Ml' peut également comprendre moins de 2% en poids de carbone, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1% en poids, plus préférentiellement moins de 0,75% en poids, en particulier moins de 0,5% en poids, plus particulièrement moins de 0,2% en poids, de manière privilégiée moins de 0,1% en poids sur base du poids total du matériau M . Plus particulièrement, le matériau Ml' peut comprendre entre 0,01 et 0,2% en poids de carbone sur base du poids total du matériau M . Le matériau Ml' peut également comprendre moins de 2% en poids de molybdène, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1,25% en poids, plus préférentiellement moins de 1% en poids de molybdène sur base du poids total du matériau M . Plus particulièrement, le matériau Ml' peut comprendre entre 0,1 et 1% en poids de molybdène sur base du poids total du matériau M . Le matériau Ml' peut également comprendre moins de 5% en poids de chrome, avantageusement moins de 4% en poids, de préférence moins de 3% en poids, plus préférentiellement moins de 2% en poids, en particulier moins de 1% en poids de chrome sur base du poids total du matériau M . Plus particulièrement, le matériau Ml' peut comprendre entre 0,5 et 2% en poids de chrome sur base du poids total du matériau M . Le matériau Ml' peut également comprendre moins de 2% en poids de silicium, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1,25% en poids, plus préférentiellement moins de 1% en poids de silicium sur base du poids total du matériau M . Plus particulièrement, le matériau Ml' peut comprendre entre 0,1 et 1,5 % en poids de silicium sur base du poids total du matériau M . Le matériau Ml' peut également comprendre moins de 2% en poids de manganèse, avantageusement moins de 1,5% en poids, de préférence moins de 1,25% en poids, plus préférentiellement moins de 1% en poids de manganèse sur base du poids total du matériau Ml'. Plus particulièrement, le matériau Ml' peut comprendre entre 0,1 et 1% en poids de manganèse sur base du poids total du matériau Ml'.

De préférence, ladite couche isolante est faite d'un matériau calorifuge M2. Ledit matériau calorifuge M2 est sélectionné parmi le groupe consistant en laine de roche, laine de verre, les fibres de silicate, les silicates de calcium-magnésium, les silicates de calcium, les isolants microporeux, le verre cellulaire, la perlite expansée, la vermiculite exfoliée. Les fibres de silicate incluent par exemple les fibres d'aluminosilicates.

En particulier, les parois latérales dudit premier réacteur comprennent une couche faite d'un matériau calorifuge M2 dont l'épaisseur varie entre 1 mm et 500 mm, de préférence entre 5 mm et 400 mm.

En particulier, les parois latérales dudit second réacteur comprennent une couche faite d'un matériau calorifuge M2 dont l'épaisseur varie entre 1 mm et 500 mm, de préférence entre 5 mm et 400 mm.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la pression à l'entrée dudit premier réacteur de l'étape i) est supérieure à la pression à l'entrée dudit second réacteur de l'étape ii). De préférence, la différence de pression entre la pression à l'entrée dudit premier réacteur et la pression à l'entrée dudit second réacteur est de 100 mbar à 3,5 bar, avantageusement de 150 mbar à 3,0 bar, de préférence de 300 mbar à 2,5 bar, plus préférentiellement de 400 mbar à 2,0 bar, en particulier de 750 mbar à 1,75 bar, plus particulièrement de 1 à 1,5 bar.

Selon un mode de réalisation préféré, la pression à l'entrée dudit premier réacteur est la pression atmosphérique ou une pression supérieure à celle-ci, avantageusement la pression à l'entrée dudit premier réacteur est supérieure à 1,5 bara, de préférence supérieure à 2,0 bara, en particulier supérieure à 2,5 bara, plus particulièrement supérieure à 3,0 bara. De préférence, l'étape i) est mise en œuvre à une pression à l'entrée dudit premier réacteur comprise entre la pression atmosphérique et 20 bara, de préférence entre 2 et 18 bara, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara. Ainsi, la pression à l'entrée dudit second réacteur peut être inférieure à la pression atmosphérique. La pression à l'entrée dudit second réacteur peut être supérieure à 1,5 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur, de préférence supérieure à 2,0 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur, en particulier supérieure à 2,5 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur, plus particulièrement supérieure à 3,0 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur. De préférence, l'étape ii) est mise en œuvre à une pression comprise entre la pression atmosphérique et 20 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur, de préférence entre 2 et 18 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur, plus préférentiellement entre 3 et 15 bara tout en étant inférieure à celle à l'entrée dudit premier réacteur.

L'étape i) peut être mise en œuvre à une température différente ou égale à celle de l'étape ii). Lorsque l'étape i) est mise en œuvre à une température différente de celle de l'étape ii), l'étape i) peut être mise en œuvre à une température inférieure à celle de l'étape ii) ou à une température supérieure à celle de l'étape ii).

Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant A et ledit au moins un composé chloré sont mis en contact préalablement à l'entrée de ceux-ci dans ledit second réacteur. Le mélange résultant est le mélange C.

De préférence, ledit au moins un composé chloré est à l'état liquide. Celui-ci est vaporisé par mélange avec ledit courant A. Le mélange résultant C est alors sous forme gazeuse. En particulier, le mélange entre ledit courant A et ledit au moins un composé chloré est effectué dans un mélangeur statique. De préférence, ledit au moins un composé chloré est introduit dans le mélangeur statique via une ou plusieurs buses de pulvérisation. Ledit au moins un composé chloré est ainsi pulvérisé sous forme de gouttelettes avant d'être vaporisé par mélange avec ledit courant A, formant ainsi un mélange C sous forme gazeuse. La pulvérisation dudit au moins un composé chloré sous forme de fines gouttelettes permet d'assurer une vaporisation plus efficace de celui-ci. Par exemple, le diamètre moyen des gouttelettes ainsi produites peut être inférieur à 500 pm. Ledit mélange C peut optionnellement être chauffé ou refroidi avant son introduction dans ledit second réacteur. Cette étape peut être réalisée par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur pour contrôler la température à l'entrée dudit second réacteur.

Selon un mode de réalisation préféré, ledit courant B comprend également 2, 3,3,3- tétrafluoropropène, HF, HCl et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane. De préférence, le courant B est purifié, de préférence par distillation, pour former un premier courant comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, et un second courant comprenant HF et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène.

De préférence, ledit courant B est distillé dans des conditions suffisantes pour former ledit premier courant comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane, et ledit second courant comprenant HF et 2-chloro-3,3,3- trifluoropropene. En particulier, la distillation peut être effectuée à une pression de 2 à 6 bara, plus particulièrement à une pression de 3 à 5 bara. En particulier, la température en tête de colonne de distillation est de -35°C à 10°C, de préférence de -20°C à 0°C.

Selon un mode de réalisation préféré, ledit second courant ou au moins une partie dudit courant B est recyclé à l'étape i). Ledit second courant peut éventuellement être purifié, en particulier par distillation, avant d'être recyclé à l'étape i).

Selon un mode réalisation préféré, ledit courant B obtenu à l'étape ii) est refroidi préalablement à la purification mentionnée ci-dessus. En particulier, ledit courant B obtenu à l'étape ii) est refroidi à une température inférieure à 100°C, puis distillé pour former ledit premier courant comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène, HCl et optionnellement 1,1,1,2,2- pentafluoropropane, et ledit second courant comprenant HF et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène; la température en tête de colonne de distillation est de -35°C à 10°C et la distillation est mise en oeuvre à une pression de 2 à 6 bara ; ledit second courant obtenu en pied de colonne de distillation est recyclé à l'étape i).

Ledit courant B peut être refroidi, avant distillation, à une température inférieure à 95°C, avantageusement inférieure à 90°C, de préférence inférieure à 85°C, plus préférentiellement inférieure à 80°C, en particulier inférieure à 70°C, plus particulièrement inférieure à 60°C, de manière privilégiée inférieure à 55°C, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 50°C, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 40°C, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 30°C, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 25°C, de manière plus particulièrement privilégiée inférieure à 20°C. Le refroidissement du flux de produits obtenu à de telles températures facilite la distillation ultérieure. Le refroidissement dudit courant B peut être effectué grâce à un ou une pluralité d'échangeurs de chaleur. Le refroidissement dudit courant B peut être effectué en faisant passer celui-ci au travers de un, deux, trois, quatre, cinq, six, sept, huit, neuf ou dix échangeurs de chaleur, de préférence le nombre d'échangeurs de chaleur est compris entre 2 et 8, en particulier entre 3 et 7.

De préférence, le procédé selon la présente invention est mis en oeuvre en continu.

De préférence, le procédé est mis en oeuvre en continu et en phase gazeuse.

De préférence, ledit second courant ou au moins une partie dudit courant B est recyclé à l'étape i) et ledit second courant ou ladite au moins une partie dudit courant B recyclé a une conductivité électrique inférieure à 15 mS/cm. Avantageusement, la conductivité électrique de ladite au moins une partie dudit courant B ou dudit second courant recyclé est inférieure 14 mS/cm, de préférence inférieure à 13 mS/cm, plus préférentiellement inférieure à 12 mS/cm, en particulier inférieure à 11 mS/cm, plus particulièrement inférieure à 10 mS/cm, de manière privilégiée inférieure à 9 mS/cm, de manière avantageusement privilégiée inférieure à 8 mS/cm, de manière préférentiellement privilégiée inférieure à 7 mS/cm, de manière plus préférentiellement privilégiée inférieure à 6 mS/cm, de manière particulièrement privilégiée inférieure à 5 mS/cm.

La conductivité électrique dudit second courant ou de ladite au moins une partie dudit courant B est mesurée préalablement à l'étape i). De préférence, la conductivité électrique dudit second courant ou de ladite au moins une partie dudit courant B est mesurée lorsque celui-ci est sous forme liquide. La conductivité électrique est mesurée à température ambiante. La conductivité électrique est mesurée à l'aide d'une cellule de mesure de conductivité inductive et selon la pratique connue de l'homme du métier. De préférence, la cellule de mesure est revêtue d'un matériau résistant à un milieu corrosif, en particulier résistant à l'acide fluorhydrique. La conductivité électrique d'un courant peut être diminuée pour atteindre une conductivité inférieure à 15 ms/cm en diminuant la concentration en électrolyte éventuellement présent dans celui-ci selon les techniques connues de l'homme du métier (distillation, refroidissement et décantation, passage sur des tamis moléculaires de 3 à 5 A ou des zéolites). Une telle conductivité électrique permet d'améliorer la conversion et/ou la sélectivité de la réaction. Ledit procédé selon la présente invention peut donc comprendre une étape de chauffage dudit second courant ou de ladite au moins une partie dudit courant B préalable à la mise en oeuvre de l'étape i) pour fournir ledit second courant ou ladite au moins une partie dudit courant B sous forme gazeuse. De préférence, ledit second courant ou ladite au moins une partie dudit courant B mis en œuvre à l'étape i) est sous forme gazeuse lors de sa mise en contact avec HF. Alternativement, ledit second courant ou ladite au moins une partie dudit courant B est mélangé avec du HF puis chauffé et vaporisé avant d'être introduit dans le réacteur de l'étape 0

Selon un second aspect de la présente invention, un réacteur adiabatique 1 est fourni. De préférence, ledit réacteur 1 comprend un fond 4, un couvercle 2 et des parois latérales 3 faisant jonction entre le fond 4 et le couvercle 2, au moins un lit fixe 5 et au moins une canne 6 supportant un ou plusieurs capteurs de température 7a, 7b (figure 1).

De préférence, ledit fond 4, ledit couvercle 2 et lesdites parois latérales 3 comprennent chacun au moins une couche intérieure 21, une couche intermédiaire 22 disposée sur ladite couche intérieure et une couche isolante 23 disposée autour de ladite couche intermédiaire. Lesdites couches intérieure 21, intermédiaire 22 et isolante 23 sont faites respectivement d'un matériau Ml, Ml' et M2 comme décrit ci-dessus.

Selon un mode de réalisation préféré, ladite couche isolante 23 peut être recouverte par une couche de base 24. Ainsi, ladite couche isolante 23 est disposée entre ladite couche intermédiaire 22 et ladite couche de base 24 (Figure 4). Ladite couche de base 24 peut être faite d'un matériau M3. Ledit matériau M3 peut être un revêtement métallique réalisé avec des tôles d'aluminium, d'acier inoxydable ou d'acier galvanisé. De préférence, ladite couche de base a une épaisseur comprise entre 0,2 mm et 2 mm.

Ladite couche intérieure 21, ladite couche intermédiaire 22, ladite couche isolante 23 et ladite couche de base 22 peuvent être disposées l'une sur l'autre selon des techniques bien connues de l'homme de l'art.

De préférence, la longueur de ladite au moins une canne 6 est au moins égale à la hauteur dudit lit fixe 5. En particulier, ladite au moins une canne 6 comprend au moins un capteur ou au moins deux capteurs ou au moins 3 capteurs de température, avantageusement au moins 5 capteurs de température, de préférence au moins 7 capteurs de température, en particulier au moins 10 capteurs de température, de manière privilégiée au moins 12 capteurs de température, de manière préférentiellement privilégiée au moins 15 capteurs de température.

De préférence, au moins un desdits un ou plusieurs capteurs de température, supporté par ladite au moins une canne, est disposé dans ledit lit fixe 5. En particulier, au moins deux ou trois ou quatre ou cinq ou six ou sept capteurs de température, supporté par ladite au moins une canne, sont disposés dans ledit lit fixe 5. De préférence, chaque canne 6 peut comporter soit un nombre identique, soit un nombre différent de capteurs de température. En particulier, chaque canne peut comporter un capteur de température dans le ciel et/ou dans le fond du réacteur (Figure 1, Référence 7b et 7b'). De même, les capteurs de température 7a, 7b peuvent être répartis à équidistance ou de façon plus ciblée en fonction des besoins de contrôle du profil de température dans le lit fixe.

De préférence, ledit réacteur peut comprendre au moins deux cannes 6, plus préférentiellement au moins trois cannes 6, en particulier au moins quatre cannes 6. En particulier, ledit réacteur peut comprendre entre 1 et 20 cannes 6, avantageusement entre 2 et 15 cannes 6, de préférence entre 3 et 10 cannes 6.

De préférence, le réacteur 1 est alimenté en composé hydrocarbure 14 par des lignes d'alimentation 13. Le réacteur comprend également des lignes d'effluent ou de sortie 15 permettant d'évacuer le mélange réactionnel 16 du réacteur (Figure 1).

De préférence, les lignes d'alimentation ou de sortie du réacteur sont faites de matériau capable de résister également à la corrosion, par exemple faites du matériau Ml recouvert d'une couche de matériau M2 et d'une couche de base faite d'un matériau M3. Les lignes d'alimentation peuvent être de forme tubulaire. Alternativement, les lignes d'alimentation ou de sortie peuvent comprendre une couche intérieure, de préférence faite d'un matériau Ml tel que décrit ci-dessus, une couche isolante, de préférence faite d'un matériau M2 tel que décrit ci-dessus, et une couche de base, de préférence faite d'un matériau M3 tel que décrit ci-dessus. Le réacteur comprend également un ou plusieurs déphlegmateur(s), un ou plusieurs tube(s) plongeur(s), un ou plusieurs dispositif(s) d'introduction des matières premières, une ou plusieurs grille(s) de support et de retenue du catalyseur. Ledit un ou plusieurs déphlegmateur(s) et/ou ledit un ou plusieurs tube(s) plongeur(s) et/ou ledit un ou plusieurs dispositif(s) d'introduction des matières premières et/ou ladite une ou plusieurs grille(s) de support et de retenue du catalyseur peuvent comprendre une couche intérieure, de préférence faite d'un matériau Ml tel que décrit ci-dessus.

De préférence, le lit fixe 5 comprend un catalyseur ou un solide inerte ou les deux. Le solide inerte peut être du corindon, du carbure de silicium, des billes ou anneaux de quartz, un garnissage métallique d'un métal Ml tel que défini dans la présente demande ou des billes de nickel. De préférence, lorsque le lit fixe 5 comprend un catalyseur, le solide inerte est disposé dans la partie supérieure 17 et la partie inférieure 18 du lit fixe 5, ledit catalyseur 19c se trouvant entre les couches du solide inerte 19a et 19b, dans la partie centrale 20 du lit fixe 5. Dans un mode de réalisation alternatif, lorsque le lit fixe 5 comprend un catalyseur, le solide inerte est disposé dans la partie supérieure 17 ou dans la partie inférieure 18 du lit fixe 5. Dans un mode de réalisation alternatif, lorsque le lit fixe 5 comprend un catalyseur, aucune couche de solide inerte n'est disposée dans le lit fixe. Dans un mode de réalisation alternatif, dans lequel le réacteur ne contient pas catalyseur, la partie inférieure 18, la partie centrale 20 et la partie supérieure 17 du lit fixe 5 peuvent contenir uniquement du solide inerte. Ce mode de réalisation alternatif peut être mis en oeuvre lorsque, par exemple, l'étape ii) du procédé selon la présente invention est réalisée en l'absence de catalyseur. Dans ce cas, le solide inerte permet d'améliorer la distribution des gaz à l'intérieur du réacteur. De préférence, le solide inerte est du corindon ou des billes de nickel.

De préférence, le lit fixe 5 contient une couche de catalyseur 19c dans sa partie centrale 20. Dans un mode de réalisation préféré, le catalyseur est réparti de manière homogène dans le lit fixe. La répartition homogène du catalyseur dans le lit fixe permet de minimiser les perturbations dans l'écoulement des gaz et d'éviter les points chauds au sein de la couche de catalyseur. La présence de points chauds peut conduire à une cristallisation irréversible du catalyseur entraînant une désactivation de celui-ci. Le chargement du lit fixe est réalisé selon la méthode spécifique de chargement dense du catalyseur. Cette méthode est connue de l'homme de l'art. Elle permet d'obtenir une distribution optimale du catalyseur à l'intérieur du réacteur en évitant les renardages (channelling) durant la réaction et l'attrition du catalyseur. De manière générale, la densité massique apparente du catalyseur dans le lit fixe est supérieure à la densité massique théorique de celui-ci. La densité massique apparente est déterminée suivant la norme ASTM D1895.

De préférence, ledit réacteur est un réacteur de fluoration en phase gazeuse.

La présente invention permet de mettre en oeuvre un procédé de production de 2, 3,3,3- tétrafluoropropène avec une quantité de catalyseur plus importante. En outre, la maîtrise et le contrôle de la température de manière radiale et longitudinale permettent de maintenir une conversion et une sélectivité des réactions.

Selon un troisième aspect de l'invention, une installation de fabrication du 2,3,3,3-tétrafluoropropène est fourni. De préférence, l'installation comprend un premier réacteur adiabatique selon la présente invention ; un second réacteur adiabatique selon la présente invention ; un système d'alimentation en flux réactionnel desdits premier et second réacteurs ; un système de collecte et de purification du flux de sortie dudit second réacteur et optionnellement un système de collecte du flux de sortie dudit premier réacteur. De préférence, ladite installation comprend également un échangeur de chaleur alimenté par le flux de sortie et connecté à une première colonne de distillation. De préférence, ladite installation comprend également un compresseur alimenté par le courant issu de ladite première colonne de distillation. De préférence, ladite installation comprend une seconde colonne de distillation alimentée par un courant issu du compresseur. Ladite seconde colonne de distillation vise à éliminer tout ou partie du HCl présent dans le courant acheminé vers celle- ci. Ladite installation peut également comprendre une pluralité d'autres colonnes de distillation pour purifier le 2,3,3,3-tétrafluoropropène et éliminer des impuretés.

Une installation selon un mode de réalisation particulier de la présente invention est illustrée à la figure 5. Le système d'alimentation en flux réactionnel dudit premier réacteur 101 comprend une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique 102 et au moins une ligne d'amenée du 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène 112,120. Le 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène et HF peuvent être mélangés avant la mise en contact avec le catalyseur dans le réacteur 101. Le système d'alimentation en flux réactionnel dudit second réacteur comprend une ligne d'amenée de l'acide fluorhydrique 105, au moins une ligne d'amenée 106 d'au moins un composé chloré tel que défini dans la présente invention. L'installation comprend également un dispositif de mélange 104 de l'acide fluorhydrique et dudit au moins un composé chloré. Ledit au moins un dispositif de mélange 104 est de préférence un mélangeur statique. Ainsi, l'acide fluorhydrique et ledit au moins un composé chloré sont mélangés, pulvérisés et vaporisés dans ledit dispositif de mélange 104 avant d'être introduits dans ledit second réacteur 103. Ledit dispositif de mélange 104 est également alimenté par le flux de sortie 107a issu dudit premier réacteur 101. De préférence, le flux de sortie 107a comprend 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène n'ayant pas réagi, HF, HCl, 2,3,3,3-tétrafluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane. De préférence, le flux de sortie 107b dudit second réacteur collecté comprend 2-chloro-3,3,3- trifluoropropène, HF, HCl, 2,3,3,3-tétrafluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2- pentafluoropropane. Les proportions des différents constituants dans les flux de sortie 107a et 107b peuvent varier indépendamment l'un par rapport à l'autre. L'installation comprend un échangeur de chaleur 108 apte à refroidir le flux de sortie 107b issu dudit second réacteur 103 pour former un courant refroidi. Le flux de sortie 107b est acheminé vers un dispositif de refroidissement 108. Le flux de sortie 107b est ainsi refroidi à une température de 0°C à 70°C avant d'être introduit dans une colonne de distillation 109 via une conduite 110. L'installation comprend également une première colonne de distillation 109 alimentée par ledit courant refroidi. La colonne de distillation 109 est configurée de sorte à permettre la séparation entre d'un côté l'acide chlorhydrique et le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et optionnellement 1,1, 1,2, 2- pentafluoropropane et d'un autre côté l'acide fluorhydrique et 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène. Le courant d'HF et de 2-chloro-3,3,3-trifluoropropène est récupéré en pied de colonne de distillation 109 et recyclé vers le premier réacteur 101 par la conduite 112. Le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et l'acide chlorhydrique et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane est récupéré en tête de colonne de distillation 109 pour être acheminé par une conduite 111 vers un compresseur 113. Le compresseur 113 permet de comprimer le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et l'acide chlorhydrique à une pression comprise entre 10 et 25 bara. Le courant ainsi comprimé est acheminé par la conduite 114 vers une seconde colonne de distillation 115. Celle-ci est configurée de sorte à séparer d'un côté le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2-pentafluoropropane et de l'autre l'acide chlorhydrique. L'acide chlorhydrique est récupéré est tête de colonne de distillation 115 pour être acheminé vers un dispositif de purification 118 par la conduite 116. Le dispositif de purification 118 de l'acide chlorhydrique est un dispositif connu de l'art antérieur, par exemple de WO 2015/079137. Le 2,3,3,3-tetrafluoropropène et optionnellement 1,1,1,2,2- pentafluoropropane est récupéré en pied de colonne de distillation 115 pour être acheminé par la conduite 117 vers une troisième colonne de distillation 119. La colonne de distillation 119 vise à séparer le 2,3,3,3-tetrafluoropropène du 1,1,1,2,2-pentafluoropropène éventuellement présent dans le flux de sortie 107b. Le 2,3,3,3-tetrafluoropropène est récupéré en tête de colonne de distillation pour être acheminé vers un dispositif de purification par la conduite 121. Le 1,1,1,2,2-pentafluoropropène récupéré en pied de colonne de distillation est recyclé vers le premier réacteur 101 par la conduite 120. Le dispositif de purification comprend notamment un dispositif d'élimination du HF 122 et une ou plusieurs colonnes de distillation apte à purifier le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropropène d'impuretés qu'il pourrait contenir, telles que par exemple le 1,1,1,2,2-pentafluoropropane et/ou le 1,3,3,3-tetrafluoropropène. Le dispositif de d'élimination du HF 122 peut éliminer le HF résiduel qui peut être recyclé vers le premier réacteur 101 ou le second réacteur 103 (non représenté). Le dispositif d'élimination d'HF 122 peut être apte à permettre la décantation du HF ou l'absorption du HF. Le courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropropène est acheminé vers une colonne de distillation 124 par une conduite 123. La colonne de distillation 124 est une colonne de distillation extractive. Un agent d'extraction 127 est ajouté au courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropène. La colonne de distillation extractive 124 permet d'éliminer des impuretés éventuellement présentes dans le courant comprenant 2,3,3,3-tétrafluoropropène. Ces impuretés peuvent comprendre le 1,3,3,3-tétrafluoropropène et du 1,1,1,2,2-pentafluoropropane résiduel. Un courant comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropène est récupéré en tête de colonne de distillation 124 et est acheminé par une conduite 128 vers une colonne de distillation 129. La colonne de distillation 129 peut permettre de séparer le 2,3,3,3-tetrafluoropène de 1,1,1,2,2-pentafluoropropane résiduel. Un courant 130 comprenant le 2,3,3,3-tetrafluoropène est récupéré en tête de colonne de distillation. Un courant 131 comprenant le 1,1,1,2,2-pentafluoropropane résiduel est récupéré en pied de colonne de distillation. Ce dernier peut être recyclé vers le premier réacteur 101. Le courant 125 récupéré en pied de colonne de distillation 124 comprend l'agent d'extraction organique et le 1,3,3,3-tetrafluoropropène. Ceux-ci sont séparés, par exemple par distillation, pour former un courant 126 comprenant le 1,3,3,3-tetrafluoropropène. L'agent d'extraction organique est quant à lui recyclé en 127. Comme mentionné ci-dessus, le courant issu du pied de la colonne de distillation 119 et le courant issu du pied de la colonne de distillation 109 sont acheminés vers le premier réacteur 101 respectivement par les conduites 120 et 112. Les deux courants peuvent être mélangés avant d'être introduit dans ledit premier réacteur 101. En outre, avant d'être introduit dans ledit premier réacteur 101, la conductivité électrique des deux courants ou du mélange de ceux-ci est mesurée par le conductimètre 132.