Brevet FR3060558A1 — publié le 20180622

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé de production de butadiène à partir d'éthanol opérant en deux étapes réactionnelles : une première étape réactionnelle produisant de l'acétaldéhyde, et une seconde étape produisant du butadiène à partir d'un mélange d'éthanol et d'acétaldéhyde. ART ANTÉRIEUR Le procédé de production de 1,3-butadiène à partir d'éthanol a un taux de conversion par passe limité. Le(s) réactif(s) non consommé(s) doivent donc passer plusieurs fois dans un enchainement d'opération unitaires de séparation ainsi que dans le(s) réacteur(s) avant d'être convertis en 1,3- butadiène. Chaque perte dans les opérations unitaires se traduit par une perte globale au sein du procédé qui devient rapidement inacceptable d'un point de vue économique. De plus le catalyseur permettant de produire du 1,3-butadiène génère de très nombreux sous-produits en faible quantité : - des hydrocarbures comprenant de 1 à 16 atomes de carbone, saturés ou insaturés, voire aromatiques, - des produits oxygénés (tels que des alcools, des phénols, des aldéhydes, des cétones, des acides, des esters, des éthers, des acétals,...), saturés ou insaturés, voire aromatiques. Certains de ces sous-produits sont générés en quantités significatives, notamment le diéthyléther ou l'acétate d'éthyle. Par ailleurs, la réaction de conversion de l'éthanol ou d'un mélange éthanol/acétaldéhyde en 1,3-butadiène produit de l'eau (2 moles d'eau environ par mole de 1,3-butadiène), qui doit être éliminée du procédé. Enfin de l'hydrogène est produit en grande quantité dans la première zone réactionnelle de conversion de l'éthanol en acétaldéhyde (1 mole d'hydrogène environ par mole d'acétaldéhyde) ainsi que, de manière plus faible, dans la seconde zone réactionnelle de conversion du mélange éthanol / acétaldéhyde en 1,3 butadiène. Cet hydrogène peut être brûlé pour être valorisé en énergie thermique, ou bien purifié pour être vendu. Une partie de ces sous-produits sont gazeux dans les conditions opératoires du procédé en aval des réacteurs au niveau des séparateurs et sont problématiques pour la purification du 1,3-butadiène. Une autre partie de ces sous-produits sont liquides dans les conditions opératoires du procédé en aval des réacteurs au niveau des séparateurs. Il n'est pas aisé d'éliminer ces sous-produits liquides de l'éthanol et de l'acétaldéhyde non converti avant de recycler ces derniers vers le réacteur catalytique produisant le 1,3-butadiène. En particulier, une part importante (environ 70%pds) des sous-produits 3060558 2 liquides ont une volatilité intermédiaire entre celle de l'éthanol et de l'acétaldéhyde. Une fraction de ces sous-produits liquides de volatilité intermédiaire entre celle de l'éthanol et de l'acétaldéhyde peut être éliminée par simple distillation, mais avec une perte en éthanol et acétaldéhyde. Cette perte en réactifs rend le procédé peu attractif d'un point de vue économique. 5 D'autres sous-produits sont générés en quantité infimes. On qualifie d' « huiles brunes » ces milliers de composés hydrocarbures et oxygénés produits dans les sections réactionnelles. Ces « huiles brunes » ont la particularité d'être solubles dans l'éthanol, mais insolubles dans l'eau. Elles peuvent encrasser et boucher les équipements partout où elles ne sont pas diluées par une grande quantité 10 d'éthanol. En outre, l'éthanol et l'acétaldéhyde peuvent réagir ensemble pour former du diéthylacétal et de l'eau. La réaction de formation de diéthylacétal est équilibrée : la réaction vers le diéthylacétal est favorisée par une température basse, et la réaction inverse par une température élevée. La cinétique est 15 évidemment favorisée par une température élevée, mais également par la présence d'acide, en particulier l'acide acétique qui est une des impuretés produites dans le deuxième réacteur. C'est pourquoi le diéthylacétal revenant vers le réacteur va être transformé à nouveau en acétaldéhyde et éthanol. La production de diéthylacétal peut par contre se produire au sein des opérations unitaires de séparation qui sont mises en oeuvre pour purifier et recycler l'éthanol et l'acétaldéhyde. Suivant 20 l'enchainement d'opérations unitaires qui est mis en oeuvre, ce diéthylacétal peut être éliminé avec les sous-produits, ce qui représente alors une perte indirecte en éthanol et acétaldéhyde. Cette perte en réactifs, si elle avait lieu, diminuerait l'intérêt économique du procédé. Enfin, une partie importante des sous-produits liquides est instable (oléfines, aldéhydes,...), et réagit 25 dans les conditions de température et pression des opérations unitaires de séparation qui sont mises en oeuvre pour purifier et recycler l'éthanol et l'acétaldéhyde. Ces réactions génèrent des sous-produits plus lourds qui peuvent précipiter et ainsi encrasser les différents équipements. Dans le procédé CARBIDE de production de 1,3-butadiène en deux étapes, présenté dans le livre 30 « Synthetic rubber », chapitre 4 (W.J. Toussaint et J. Lee Marah), un effluent liquide contenant l'éthanol et l'acétaldéhyde non convertis, l'eau produite par la réaction et introduite dans le procédé pour purifier les effluents gazeux, ainsi que les nombreux sous-produits liquides, est traité par un enchaînement de trois colonnes à distiller. Des soutirages latéraux, suivis d'un lavage et de recyclages partiels étaient prévus, et même dans ces conditions, l'opération était souvent interrompue 35 pour laver l'unité avant de redémarrer. Le brevet français FR 3 026 100 présente une solution par lavage aux hydrocarbures et contre-lavage à l'eau pour éliminer une grande partie des impuretés avant de distiller le mélange résiduel en deux 3060558 3 colonnes pour le recycler vers les deux réacteurs. Un inconvénient de cette méthode est que lors de l'opération de lavage/contre lavage une précipitation peut se produire, qui conduirait alors à la formation d'un dépôt sur la colonne de lavage, ce qui peut être gênant pour l'opération. L'eau résiduelle de la distillation, utilisée normalement pour le contre lavage, garderait alors également une 5 partie de ce dépôt. En utilisant un autre solvant que les hydrocarbures on pourrait éviter ce dépôt, mais ce solvant est plus visqueux, et nécessiterait une température d'opération plus élevée qui rend la présence d'acétaldéhyde, très volatil, gênante. De plus, la présence de diéthylacétal formé par la réaction de l'éthanol avec l'acétaldéhyde, engendre 10 des pertes, car ce composé est partiellement extrait par les hydrocarbures. Un autre problème du procédé est le très grand nombre de colonnes, qui ne facilite pas l'opération et le démarrage, et la grande quantité d'énergie nécessaire, à la fois dans les sections réactionnelles et dans les sections de séparation, aboutissant à un coût de transformation élevé. 15 L'objet du présent brevet est de pallier à ces inconvénients par un arrangement du procédé différent, diminuant les risques de perte de produit et d'encrassement, diminuant le nombre d'étapes de séparation, et diminuant l'énergie nécessaire à la purification des différents composés. 20 OBJET ET INTÉRÊT DE L'INVENTION Un avantage du procédé selon l'invention, ou de l'utilisation d'une colonne à cloison selon l'invention, est d'empêcher, ou au moins de limiter fortement la formation du diéthylacétal, en séparant de manière efficace l'acétaldéhyde de l'éthanol, de façon à ce que le temps de séjour en commun de ces deux composés soit le plus réduit possible. 25 La demanderesse a également identifié un agencement d'opérations unitaires permettant de séparer très tôt l'éthanol et l'acétaldéhyde, ce qui permet de traiter séparément et de manière spécifique les coupes comprenant ces composés. 30 En particulier, la demanderesse a découvert qu'une utilisation judicieuse de colonnes à cloison dans les étapes D2) de première purification du butadiène et E3) de traitement de l'éthanol permet non seulement d'améliorer le rendement global du procédé, notamment en diminuant les pertes de réactifs, mais également de réduire sa consommation énergétique tout en réduisant le nombre d'équipements nécessaires et les problèmes opératoires liés à des encrassements. 35 Les colonnes à cloison (dividing wall column selon la dénomination anglaise) sont décrites dans de nombreux brevets tels que le brevet US 5,914,012. 3060558 4 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION L'invention porte sur l'utilisation d'une colonne à cloison pour séparer une alimentation comprenant du butadiène, de l'éthanol, de l'acétaldéhyde et de l'eau en un effluent butadiène brut en tête comprenant plus de 90%poids de butadiène, un effluent acétaldéhyde brut en tant que soutirage latéral et un 5 effluent éthanol brut en fond, ladite colonne étant également alimentée par un flux d'eau, ladite cloison de la colonne à cloison partitionnant une section centrale de la colonne en deux compartiments, le compartiment central dans lequel est réalisé l'alimentation étant appelé compartiment d'entrée, le compartiment central duquel est soutiré l'effluent acétaldéhyde brut étant appelé compartiment de soutirage et les parties supérieures et inférieures de la colonne ne comprenant pas de cloison étant 10 appelées respectivement compartiment de tête et compartiment de fond, ledit compartiment d'entrée comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12, ledit compartiment de soutirage comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12, ledit compartiment de tête comprenant de 5 à 20 plateaux théoriques, avantageusement de 10 à 15 et ledit compartiment de fond comprenant entre 5 et 10 plateaux théoriques, avantageusement entre 6 et 10. 15 L'alimentation de ladite colonne à cloison comprend avantageusement de 20 à 30% de butadiène, de 50 à 60 % d'éthanol, de 3 à 8 % d'acétaldéhyde et de l'eau, les pourcentages étant des pourcentages molaires. 20 Un dispositif spécial connu de l'Homme du métier permet de répartir le liquide issu du compartiment de tête entre les compartiments d'entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 40 et 70% molaire du liquide issu du compartiment de tête est dirigé vers le compartiment d'entrée, préférentiellement entre 50 et 60% et très préférentiellement entre 55 et 60%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de soutirage. 25 Un dispositif spécial connu de l'Homme du métier permet de répartir le gaz issu du compartiment de fond entre les compartiments d'entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 50 et 80% molaire du gaz issu du compartiment de fond est dirigé vers le compartiment d'entrée, préférentiellement entre 60 et 70%, et très préférentiellement entre 65 et 70%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de 30 soutirage. Ladite alimentation de ladite colonne à cloison est alimenté à un plateau situé dans le tiers central dudit compartiment d'entrée. Ainsi, si par exemple le compartiment d'entrée comprend 9 étages théoriques, ledit mélange est alimenté entre les plateaux 4 et 6. 35 Ledit flux d'eau alimentant ladite colonne à cloison est alimenté à un plateau situé dans le tiers supérieur dudit compartiment d'entrée. 3060558 5 Le compartiment de tête reçoit les phases gaz issues des compartiments d'entrée et de soutirage, qui sont mélangées et mises en contact avec le liquide dans le plateau du compartiment de tête situé immédiatement au-dessus de la cloison. 5 Aucune alimentation n'est réalisée dans le compartiment de soutirage. La configuration de la colonne à cloison selon l'invention permet de former un ventre de concentration d'acétaldéhyde dans le compartiment de soutirage, de telle sorte que l'effluent acétaldéhyde brut soutiré comprend plus de 70% molaire d'acétaldéhyde. 10 De plus, la configuration selon l'invention permet de diminuer considérablement la concentration en acétaldéhyde dans le compartiment de fond de ladite colonne et de n'avoir que des traces de ce composé dans le rebouilleur. Dans la configuration selon l'invention, la petite quantité de diéthylacétal produite en amont du procédé par réaction de l'éthanol et de l'acétaldéhyde dans les différentes opérations de séparation à basse température se retrouve dans le compartiment de fond de colonne 15 et dans le rebouilleur, avec un temps de séjour voisin de 8 à 10 minutes, à une température plus élevée, et sans acétaldéhyde. Il va donc pouvoir se redécomposer en éthanol et acétaldéhyde. Ce dernier, plus léger, remonte alors dans la colonne pour être soutiré dans l'effluent acétaldéhyde brut. On injecte avantageusement en tête de ladite colonne à cloison un débit d'eau correspondant à 15 20 à 20% molaire du débit de butadiène soutiré en tête de ladite colonne. Ce débit d'eau permet de réduire la quantité d'acétaldéhyde présente dans l'effluent butadiène brut. L'invention porte également sur un procédé de production de butadiène à partir d'une charge éthanol comprenant au moins 80% poids d'éthanol comprenant au moins : 25 A) une étape de conversion de l'éthanol en acétaldéhyde comprenant au moins : une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3), opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa et à une température comprise entre 200 et 500°C en présenced'un catalyseur, et 30 une section de séparation permettant de séparer l'effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent hydrogène et un effluent éthanol/acétaldéhyde ; B) une étape de conversion en butadiène comprenant au moins : une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), par un effluent de lavage issu de l'étape C1), par 35 une fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde issu de l'étape El ), opérée en présence d'un catalyseur, à une température comprise entre 300 et 400°C, et à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, les débits d'alimentation étant réglés de telle sorte que le rapport 3060558 6 molaire éthanol/acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, et une section de séparation permettant de séparer l'effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide ; 5 C1) une étape de traitement de l'hydrogène comprenant au moins : une section de compression comprimant ledit effluent hydrogène issu de l'étape A) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, et une section de lavage gaz-liquide alimentée à une température comprise entre 25 et 60°C par ledit effluent hydrogène issu de la section de compression, à une température comprise 10 entre 15°C et -30°C par une fraction dudit effluentriche en éthanol issu de l'étape E3), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), et produisant au moins un effluent de lavage et un effluent hydrogène purifié ; D1) une étape d'extraction du butadiène comprenant au moins : une section de compression comprimant ledit effluent gazeux issu de l'étape B) à une 15 pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, une section de lavage gaz-liquide comprenant une colonne de lavage alimentée en tête à une température comprise entre 20 et -20°C par un lux éthanol constitué de ladite charge éthanol du procédé et/ou d'une fraction de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3) et en fond par ledit effluent gazeux issue de l'étape B) comprimé et refroidi, et produisant au 20 moins un effluent sous-produits gazeux et un effluent butadiène de lavage ; D2) une étape de première purification du butadiène comprenant au moins : une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par l'effluent liquide issu de ladite étape B) en mélange avec l'effluent butadiène de lavage issu de l'étape D1) et par l'effluent eau de contre-lavage issu de l'étape El) et produisant un 25 effluent butadiène brut, un effluent acétaldéhyde brut et un effluent éthanol brut ; une section de lavage gaz-liquide alimentée en fond par ledit effluent butadiène brut et en tête par un flux d'eau, et produisant en tête un effluent butadiène pré-purifié et en fond un effluent eau usée ; D3) une étape ultérieure de purification du butadiène, alimentée au moins par ledit effluent butadiène 30 pré-purifié issu de ladite étape D2), et produisant au moins un effluent butadiène purifié ; El) une étape de lavage de l'acétaldéhyde alimenté par l'effluent acétaldéhyde brut issu de l'étape D2) et par une fraction de l'effluent eau usée issu de l'étape D2), et produisant un effluent eau de contre-lavage, un effluent riche en acétaldéhyde et un effluent diéthyléther ; E2) une étape de traitement des effluents, alimentée au moins par l'effluent éthanol brut issu de 35 l'étape D2), et par une fraction de l'effluent riche en eau issu de l'étape E3), et produisant au moins un raffinat éthanol, un effluent huiles brunes légères et un effluent huiles brunes lourdes ; 3060558 7 E3) une étape de séparation de l'éthanol comprenant une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinat éthanol issu de l'étape E2), et produisant au moins un effluent riche en éthanol, un effluent riche en eau et un effluent eau sale ; F) une étape de lavage à l'eau, alimentée par l'effluent sous-produits gazeux issu de l'étape D1), 5 ainsi que par une fraction de l'effluent riche en eau issu de ladite étape E3) et produisant au moins un effluent eau alcoolisée. Charge La charge éthanol utilisée dans le procédé selon l'invention peut provenir de toute origine, fossile, 10 végétale ou animale, et en particulier des procédés de production d'éthanol à partir de ressources végétale. Ladite charge comprend au moins 80% poids d'éthanol, préférentiellement au moins 90% poids, et de manière préférée au moins 93 `)/0 poids. De manière très préférée, ladite charge éthanol répond aux spécifications d'éthanol carburant EN 15376. 15 Étape A) de conversion de l'éthanol en acétaldéhyde Le procédé selon l'invention comprend une étape A) de conversion de l'éthanol en acétaldéhyde comprenant au moins : une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3), ladite fraction constituant de préférence au moins 10% du débit dudit effluent riche en 20 éthanol issu de l'étape E3), et avantageusement par au moins une fraction de ladite charge éthanol, opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa et à une température comprise entre 200 et 500°C en présence d'un catalyseur, et une section de séparation permettant de séparer l'effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent hydrogène et un effluent éthanol/acétaldéhyde. 25 Dans les conditions d'opération, ledit effluent hydrogène est sous forme gazeuse et ledit effluent éthanol/acétaldéhyde est sous forme liquide. Ladite section réactionnelle permet de convertir l'éthanol en acétaldéhyde en présence d'un 30 catalyseur consistant de préférence en un mélange d'oxyde de chrome et d'oxyde de cuivre, ou de tout autre catalyseur adapté. Ces catalyseurs sont bien connus de l'Homme du métier. Ladite section réactionnelle est opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, de préférence entre 0,1 et 0,5 MPa, de manière préférée entre 0,1 et 0,3 MPa, et à une température comprise 35 entre 200 et 500°C, préférentiellement comprise ente 250 et 300°C. La conversion de l'éthanol est comprise entre 20 et 40%, avec une sélectivité comprise entre 85 et 100% vers l'acétaldéhyde, de manière préférée comprise entre 90 et 95% vers l'acétaldéhyde. 3060558 8 L'effluent de ladite section réactionnelle comprend également des sous-produits tels que le crotonaldéhyde, butyraldehyde, le diethylacetal, l'éthyl acétate et l'acide acétique. Ladite section de séparation met en oeuvre des moyens de séparation gaz-liquide connus de l'Homme 5 du métier. De manière préférée, on utilisera un séparateur gaz-liquide opéré à une pression comprise entre 0,1 et 0,3 MPa, et une température comprise entre 25 et 60°C. Étape B) de conversion en butadiène Le procédé selon l'invention comprend une étape B) de conversion en butadiène comprenant au 10 moins : une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), par un effluent de lavage issu de l'étape C1), et par une fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde issu de l'étape El ), opérée en présence d'un catalyseur, à une température comprise entre 300 et 400°C, et à une pression comgise entre 0,1 et 1,0 MPa, les débits 15 d'alimentation étant réglés de telle sorte que le rapport molaire éthanol/acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, et une section de séparation permettant de séparer l'effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide. 20 Le débit des différentes alimentations de la section réactionnelle de ladite étape B) est ajusté de telle sorte que le rapport molaire éthanol sur acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, de manière préférée compris entre 2 et 4 de manière encore plus préférée entre 2,3 et 3,6. 25 Ladite section réactionnelle permet de convertir une partie du mélange éthanol/acétaldéhyde en au moins du butadiène. La sélectivité de la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde est de préférence supérieure à 60%, de manière préférée supérieure à 70%, de manière très préférée supérieure à 80%. Par sélectivité, on entend le rapport molaire du débit de butadiène dans l'effluent de ladite section réactionnelle sur le débit d'éthanol et d'acétaldéhyde consommé dans ladite section 30 réactionnelle. La conversion de la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde est de préférence supérieure à 20%, de manière préférée supérieure à 30%, de manière préférée supérieure à 40%. Par conversion, on entend le rapport molaire du débit d'éthanol et d'acétaldéhyde dans l'effluent de ladite section réactionnelle sur le débit d'éthanol et d'acétaldéhyde dans l'alimentation de ladite section réactionnelle. Ladite section réactionnelle est opérée en présence d'un catalyseur, avantageusement 35 un catalyseur supporté sur silice choisi dans le groupe constitué par les catalyseurs comprenant de l'oxyde de tantale, de zirconium ou de colombium, préférentiellement comprenant 2% d'oxyde de Tantale (voir par exemple Corson, Jones, Welling, Hincbley, Stahly, Ind. Eng Chem. 1950, 42, 2, 359373). Ladite section réactionnelle est opérée à une température comprise entre 300 et 400°C, de 3060558 9 manière préférée entre 320 et 370°C et à une pressbn comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, de préférence entre 0,1 et 0,5 MPa, de manière préférée entre 0,1 et 0,3 MPa. De préférence, environ 65 à 90% de l'acétaldéhyde est converti dans ladite section réactionnelle ainsi 5 qu'environ 20 à 60 `)/0 de l'éthanol. L'effluent de ladite section réactionnelle comprend donc encore de l'éthanol et de l'acétaldéhyde. De nombreuses impuretés peuvent être produites avec le butadiène, parmi lesquelles de l'éthylène, du propylène, du diéthyl ether (DEE), de l'acétate d'éthyle, du butanol, de l'hexanol, des butènes, des pentènes, des pentadiènes, des hexènes, et des hexadiènes. 10 Ladite section réactionnelle étant alimentée par une fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde issu de l'étape El ), le ratio éthanol sur acétaldéhyde à l'entrée cette section est ajusté en contrôlant la fraction de l'effluent riche en éthanol issu de ladite étape E3) alimentant l'étape A), et donc produisant de l'acétaldéhyde. En effet, la fraction restante de l'effluent riche en éthanol issu de ladite étape E3) alimente l'étape C1) de traitement de l'hydrogène et forme, après lavage de l'effluent hydrogène, ledit 15 effluent de lavage issu de ladite étape C1) qui alimente ladite étape B). Or, cet effluent de lavage issu de ladite étape C1) ne contient que très peu d'acétaldéhyde. Le contrôle du ratio éthanol sur acétaldéhyde à l'entrée de ladite section réactionnelle est donc aisé avec le procédé selon l'invention. La réaction de conversion en butadiène étant conduite à haute température, une pratique connue de 20 l'Homme du métier consiste à chauffer l'alimentation de ladite section réactionnelle avec l'effluent de cette section. Or un tel échange, appelé communément échange charge/effluent, ne permet pas de préchauffer l'alimentation de ladite section réactionnelle à une température supérieure à environ 100°C. En effet, la température de condensàion de l'effluent de ladite section réactionnelle est comprise entre 90 et 110°C. La plus grande parie de la chaleur nécessaire à la chauffe de ladite 25 alimentation doit donc être fournie par des utilités extérieures au procédé. Il est donc particulièrement avantageux de mettre en place une pompe à chaleur entre l'effluent et l'alimentation de ladite section réactionnelle. Dans cet arrangement particulier, un fluide frigorigène est vaporisé par échange avec l'effluent de ladite section réactionnelle, comprimé puis au moins 30 partiellement condensé par échange de chaleur avec l'alimentation de ladite section réactionnelle. Le fluide frigorigène au moins partiellement condensé est ensuite totalement condensé puis détendu avant d'être de nouveau vaporisé lors de l'échange avec l'effluent de ladite section réactionnelle. Ledit fluide frigorigène est avantageusement un mélange d'hydrocarbures, très avantageusement au moins un mélange d'hydrocarbures à 3, 4 ou 5 atomes de carbone, et de manière très préférée un mélange 35 de 40 à 50% molaire de n-butane, de 40 à 50% molaire de i-butane, et de 0 à 20% molaire de n- pentène ou pentane. 3060558 10 Ladite section de séparation met en oeuvre des moyens de séparation gaz-liquide connus de l'Homme du métier. De manière préférée, on utilisera un séparateur gaz-liquide opéré à une pression comprise entre 0,1 et 0,3 MPa, et une température comprise entre 25 et 60°C. 5 Étape Cl) de traitement de l'hydrogène Le procédé selon l'invention comprend une étape C1) de traitement de l'hydrogène comprenant au moins : une section de compression comprimant ledit effluent hydrogène issu de l'étape A) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, et 10 - une section de lavage gaz-liquide alimentée à une température comprise entre 25 et 60°C par ledit effluent hydrogène issu de la section de compression, à une température comprise entre 15°C et -30°C par une fraction dudit effluent riche en éthanol issu de l'étape E3), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), et produisant au moins un effluent de lavage et un effluent hydrogène purifié. 15 De préférence, ladite étape C1) n'est alimentée par aucun autre flux. Ladite fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A) est comprise entre 0 et 100%. L'utilisation d'une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde permet de diminuer le débit de la fraction dudit effluent riche en éthanol issu de ladite étape E3). 20 Ladite étape C1) permet d'obtenir un effluent hydrogène purifié très pur, c'est-à-dire comprenant au moins 90% molaire d'hydrogène, de préférence 99% molaire d'hydrogène, de préférence 99,8% molaire d'hydrogène. Cette pureté est ajustée par les débits des fractions de l'effluent riche en éthanol et de l'effluent éthanol/acétaldéhyde. L'effluent hydrogène purifié comprend également des traces 25 d'eau et d'éthanol. Cette étape permet également de récupérer l'éthanol et l'acétaldéhyde compris dans l'effluent hydrogène issu de ladite étape A), permettant ainsi leur recyclage et maximisant le rendement global du procédé. L'effluent hydrogène issu de l'étape A) est comprimé dans une section de compression à une pression 30 comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, avantageusement entre 0,1 et 0,7 MPa, et de manière préférée entre 0,4 et 0,68 MPa. L'effet de cette compression est d'une part de diminuer le débit volumique de gaz, et d'autre part d'améliorer l'efficacité du lavage en aval. L'effluent hydrogène comprimé est ensuite refroidi à une température comprise entre 25 et 60°C, 35 préférentiellement entre 30°C et 40°C, puis aliment en fond la colonne de lavage de la section de lavage dans laquelle il est mis en contact avec ladite fraction de l'effluent éthanol issu de l'étape E3) et ladite fraction de l'effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), lesdites fractions étant respectivement alimentées en tête et en un point intermédiaire de ladite colonne de lavage. Ces deux 3060558 11 fractions sont refroidies chacune à une température comprise entre 15°C et -30°C, préférentiellement entre 0°C et -15°C avant d'être alimentées dans ladte colonne de lavage. Avantageusement, l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3) sera alimenté à une température inférieure à celle de ladite fraction de l'effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), créant ainsi un gradient thermique entre 5 la tête et le fond et limitant les pertes en solvant dans l'effluent hydrogène purifié. La colonne de lavage gaz-liquide de la section de lavage est munie de plateaux ou de garnissage vrac ou structurés. La présence d'une forte quantité d'éthanol par rapport à l'eau dans ladite section de lavage permet de fonctionner à de basses températures sans risque de former des hydrates dans cette colonne. La 10 température basse des liquides de lavage et le gradient de température entre la tête et le fond permettent d'obtenir une très bonne récupération de l'acétaldéhyde présent dans l'effluent hydrogène comprimé, et une très bonne pureté de l'effluent hydrogène purifié, soutiré en tête de ladite section de lavage. Ainsi, la perte en acétaldéhyde dans l'effluent hydrogène purifié est nulle. De plus, la perte en éthanol dans l'hydrogène purifié est très faible du fait de la faible température de l'éthanol introduit en 15 tête de la section de lavage, qui est autorisée par l'absence de formation d'hydrates. Étape Dl) d'extraction du butadiène Le procédé selon l'invention comprend une étape D1) d'extraction du butadiène comprenant au moins : 20 - une section de compression comprimant ledit effluent gazeux issu de l'étape B) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa ; une section de lavage gaz-liquide comprenant une colonne de lavage alimentée en tête à une température comprise entre 20 et -20°C par un flux éthanol constitué de ladite charge éthanol du procédé et/ou d'une fraction de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3) et en fond par ledit 25 effluent gazeux issue de l'étape B) comprimé et refroidi, et produisant au moins un effluent sous- produits gazeux et un effluent butadiène de lavage. L'effluent gazeux issu de l'étape B) est comprimé dans ladite section de compression à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, préférentiellement entre 0,1 et 0,7 MPa, et de manière préférée 30 entre 0,2 et 0,5 MPa. L'effet de cette compression est d'une part de diminuer le débit volumique de gaz, et d'autre part d'améliorer l'efficacité du lavage en aval. De préférence, l'effluent gazeux comprimé est ensuite refroidi à une température comprise entre 25 et 60°C, préférentiellement entre 30°C et 40°C. 35 Ledit flux éthanol alimentant la section de lavage gaz-liquide de l'étape D1) comprend de préférence au moins 80% poids d'éthanol, préférentiellement au moins 90% poids, et de manière préférée au moins 93 % poids. Ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) peut contenir du méthanol, de l'eau, de l'acétate d'éthyle, du butanol et de l'hexanol. De préférence, ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) 3060558 12 comprend moins de 10% poids d'acétaldéhyde, de préférence moins de 5% poids, et de manière préférée moins de 1% poids. De préférence, ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) comprend moins de 20% poids d'eau, de préférence moins de 5% poids, de manière préférée moins de 1% poids. 5 Dans un arrangement préféré, ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) est constitué de ladite charge éthanol du procédé. Un avantage de cet arrangement est que ladite charge est exempte des sous-produits des réactions formés dans les étapes A) et B) et qui peuvent se trouver concentrés par le biais des recyclages. En particulier, cette charge éthanol ne contient pas d'acétaldéhyde, ou seulement à l'état de traces. 10 Dans un autre arrangement préféré, ledit flux éthanol est constitué d'une fraction de l'effluent éthanol issu de l'étape E3) de séparation de l'éthanol. L'utilisation d'un flux éthanol contenant peu ou pas d'acétaldéhyde minimise l'entraînement 15 d'acétaldéhyde dans ledit effluent sous-produits gazeux soutiré en tête de ladite section de lavage gaz-liquide réduisant les pertes en rendement global du procédé, ainsi que le débit d'eau de lavage nécessaire dans l'étape F). Ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) est refroidi avant d'être alimenté en tête de ladite colonne de 20 lavage gaz-liquide de la section de lavage à une température comprise entre 20 et -20°C, préférentiellement entre 15°C et 5°C. L'intérêt de refroidir ledit flux éthanol est d'améliorer la performance de l'opération de lavage en minimisant l'entraînement d'éthanol et d'acétaldéhyde dans ledit effluent sous-produits gazeux. Ainsi, la totalité du butadiène présent dans l'effluent gazeux issu de l'étape B) comprimé et refroidi est abattue, et l'effluent sous-produits gazeux soutiré en tête de 25 ladite section de lavage gaz-liquide est exempt de butadiène. La minimisation de l'entraînement d'acétaldéhyde dans ledit effluent sous-produits gazeux permet, incidemment, de diminuer de manière importante le débit d'eau requis dans l'étape F) de lavage à l'eau des sous-produits gazeux, dont l'objectif est de récupérer l'éthanol et les traces éventuelles 30 d'acétaldéhyde entraînés dans l'effluent sous-produits gazeux soutiré en tête de la section de lavage à l'éthanol de l'étape D1). L'effluent butadiène de lavage soutiré en fond de ladite section de lavage gaz-liquide de l'étape D1) ainsi que l'effluent liquide issu de l'étape B) alimentent l'étape de première purification du butadiène 35 D2). 3060558 13 Etape D2) de première purification du butadiène Le procédé selon l'invention comprend une étape D2) de première purification du butadiène comprenant au moins : une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par l'effluent 5 liquide issu de ladite étape B) en mélange avec l'effluent butadiène de lavage issu de l'étape D1) et par l'effluent eau de contre-lavage issu de l'étape E1) et produisant un effluent butadiène brut, un effluent acétaldéhyde brut et un effluent éthanol brut ; une section de lavage gaz-liquide alimentée en fond par ledit effluent butadiène brut et en tête par un flux d'eau, et produisant en tête un effluent butadiène pré-purifié et en fond un effluent eau 10 usée ; De manière préférée, ledit flux d'eau est un flux d'eau d'origine externe au procédé. Ladite section de distillation comprend une colonne à cloison alimentée au moins par l'effluent liquide 15 issu de ladite étape B) et par l'effluent butadiène de lavage issu de l'étape D1) et produisant un effluent butadiène brut en tête comprenant plus de 90%poids de butadiène, un effluent acétaldéhyde brut en tant que soutirage latéral et un effluent éthanol brut en fond. Ladite cloison partitionne une section centrale de la colonne en deux compartiments. Le compartiment 20 central dans lequel est réalisé l'alimentation est appelé compartiment d'entrée. Le compartiment central duquel est soutiré l'effluent acétaldéhyde brut est appelé compartiment de soutirage. Les parties supérieures et inférieures de la colonne ne comprenant pas de cloison sont appelées respectivement compartiment de tête et compartiment de fond. 25 Un dispositif spécial connu de l'Homme du métier permet de répartir le liquide issu du compartiment de tête entre les compartiments d'entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 40 et 70% molaire du liquide issu du compartiment de tête est dirigé vers le compartiment d'entrée, préférentiellement entre 50 et 60% et très préférentiellement entre 55 et 60%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de soutirage. 30 Un dispositif spécial connu de l'Homme du métier permet de répartir le gaz issu du compartiment de fond entre les compartiments d'entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 50 et 80% molaire du gaz issu du compartiment de fond est dirigé vers le compartiment d'entrée, préférentiellement entre 60 et 70%, et très préférentiellement entre 65 et 70%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de 35 soutirage. Le compartiment d'entrée comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12. Le compartiment de soutirage comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement 3060558 14 entre 10 et 12. Le compartiment de fond comprend entre 5 et 10 plateaux théoriques, avantageusement entre 6 et 10. Le mélange de l'effluent liquide issu de ladite étape B) et de l'effluent butadiène de lavage issu de 5 l'étape D1) est alimenté à un plateau situé dans le tiers central dudit compartiment d'entrée. Ainsi, si par exemple le compartiment d'entrée comprend 9 étages théoriques, ledit mélange est alimenté entre les plateaux 4 et 6. L'effluent eau de contre-lavage est alimenté à un plateau situé dans le tiers supérieur dudit 10 compartiment d'entrée. Le compartiment de tête comprend de 5 à 20 plateaux théoriques, avantageusement de 10 à 15. Ce compartiment reçoit les phases gaz issues des compartiments d'entrée et de soutirage, qui sont mélangées et mises en contact avec le liquide dans le plateau du compartiment de tête situé 15 immédiatement au-dessus de la cloison. Aucune alimentation n'est réalisée dans le compartiment de soutirage. La configuration de la colonne à cloison selon l'invention permet de former un ventre de concentration d'acétaldéhyde dans le compartiment de soutirage, de telle sortie que l'effluent acétaldéhyde brut soutiré comprend plus 20 de 70% molaire d'acétaldéhyde. De plus, la configuration selon l'invention permet de diminuer considérablement la concentration en acétaldéhyde dans le compartiment de fond de ladite colonne et de n'avoir que des traces de ce composé dans le rebouilleur. Dans la configuration selon l'invention, la petite quantité de diéthylacétal 25 produite en amont du procédé par réaction de l'éthanol et de l'acétaldéhyde dans les différentes opérations de séparation à basse température se retrouve dans le compartiment de fond de colonne et dans le rebouilleur, avec un temps de séjour voisin de 8 à 10 minutes, à une température plus élevée, et sans acétaldéhyde. Il va donc pouvoir se redécomposer en éthanol et acétaldéhyde. Ce dernier, plus léger, remonte alors dans la colonne pour être soutiré dans l'effluent acétaldéhyde brut. 30 On injecte avantageusement en tête de ladite colonne à cloison un débit d'eau correspondant à 15 à 20% molaire du débit de butadiène soutiré en tête de ladite colonne. Ce débit d'eau permet de réduire la quantité d'acétaldéhyde présente dans l'effluent butadiène brut et donc de soulager la section de lavage gaz-liquide de ladite étape D2). 35 L'effluent butadiène brut issu de la section de distillation comprend la majorité du butadiène, mais contient encore de nombreuses impuretés, dont une quantité importante d'acétaldéhyde qui forme un azéotrope avec le butadiène et ne peut donc pas être complètement éliminé par distillation. Ainsi, le 3060558 15 débit dudit flux d'eau dans la section de lavage gaz-liquide est ajusté pour obtenir la spécification recherchée en acétaldéhyde dans l'effluent butadiène pré-purifié. Ledit flux d'eau est refroidi à une température inférieure à 25°C, de préférence inférieure à 20°C avat 5 d'alimenter la section de lavage gaz-liquide de manière à faire le lavage avec une quantité d'eau réduite. La température d'alimentation dudit flux d'eau est choisie de manière à ne pas former d'hydrates avec le butadiène et les hydrocarbures légers encore présents dans l'effluent butadiène brut. Ladite section de lavage gaz-liquide est opérée à une pression permettant de s'assurer qu'il n'y ait aucune condensation du butadiène et qu'il reste bien sous forme gaz. La pression opératoire de 10 cette section est comprise entre 0,1 et 1 MPa, et de manière préférée entre 0,2 et 0,3 MPa. L'effluent gazeux issu de ladite section de lavage gaz-liquide constitue l'effluent butadiène pré-purifié tandis que l'effluent eau issu de ladite section de lavage gaz-liquide constitue l'effluent eau usée. L'effluent eau usée contient de l'acétaldéhyde et un peu de butadiène, et peut être envoyé vers la 15 colonne à cloison de la section D2) au niveau du compartiment de tête, au niveau de l'étape E2) de traitement des effluents, ou vers l'étape El) de lavage de l'acétaldéhyde. Étape D3) ultérieure de purification du butadiène Le procédé selon l'invention comprend une étape D3) ultérieure de purification du butadiène 20 alimentée au moins par ledit effluent butadiène pré-purifié issu de ladite étape D2), et produisant au moins un effluent butadiène purifié. L'étape D3) permet de purifier le butadiène à un très haut niveau de pureté (plus de 99,5% poids, préférentiellement plus de 99,8% poids, et très préférentiellement plus de 99,9% poids), tout en 25 limitant les pertes de produit en séparant les impuretés n'ayant pas ou partiellement été retirées au cours de l'étape D1), et D2). Ledit effluent butadiène pré-purifié comprend au moins 70% poids, de préférence au moins 80% pds de butadiène ainsi que des impuretés, dues en particulier à la dégradation de la sélectivité en 30 butadiène dans la section réactionnelle, parmi lesquelles on compte des traces d'impuretés oxygénées telles que l'acétaldéhyde, le diéthyl éther et l'eau, et au plus 15% poids d'impuretés en C4 de type butènes et butanes, des hydrocarbures comprenant au moins 5 atomes de carbone (hydrocarbures C5+) ainsi que des gaz légers, en particulier de l'hydrogène, de l'éthane, de l'éthylène, du propane, du propylène. 35 Ladite étape D3) peut être réalisée par tout moyen connu de l'Homme du métier. Elle comprend avantageusement une section de séparation par distillation extractive en présence d'un solvant polaire, miscible en phase liquide avec ledit effluent butadiène pré-purifié dans les conditions 3060558 16 opératoires de ladite section de séparation, ayant une volatilité plus faible que les composés 1,3-butadiène, butène-2 et butynes, de manière à rester en phase liquide dans ladite section de séparation, mais pouvant être séparé de ces composés par distillation. Ledit solvant est avantageusement choisi dans le groupe constitué par le diméthylformamide (DMF), la N- 5 méthylpyrrolidone, l'acétonitrile et leurs mélanges. Ladite section de séparation par distillation extractive produit un distillat légers et un résidu butadiène. Ladite section de séparation par distillation extractive est opérée de telle sorte que ledit résidu butadiène comprenne au moins 95% poids, avantageusement au moins 98% poids et de manière 10 préférée au moins 99% poids du butadiène compris dans ledit effluent butadiène pré-purifié. Ladite section est également opérée de telle sorte que la quantité de butène-1 dans ledit résidu butadiène représente au plus 0,5% du poids de butadiène compris dans ledit résidu. L'opération est effectuée en ajustant le ratio débit de solvant sur débit d'effluent butadiène pré-purifié, ainsi que le taux de reflux de la distillation extractive, comme connu de l'Homme du métier. 15 Dans l'arrangement particulier où l'étape D3) comprend une section de séparation par distillation extractive, ladite étape D3) comprend une section de séparation du solvant par distillation alimentée par ledit résidu butadiène issu de ladite section de séparation par distillation extractive et séparant en tête un distillat butadiène étêté et en fond un résidu solvant. 20 La distillation est avantageusement une distillation classique connue de l'Homme du métier, opérée de telle sorte que ledit résidu solvant comprenne moins de 1% poids de butadiène, avantageusement ne comprenne plus de butadiène, et que ledit distillat butadiène étêté comprenne moins de 0,5% poids de solvant, avantageusement ne comprenne plus de solvant. 25 Ladite distillation est avantageusement opérée à la pression la plus basse possible pour limiter l'exposition des flux riches en butadiène à des hautes températures où une polymérisation ou décomposition pourrait avoir lieu. Ladite distillation est avantageusement opérée à une température en tête inférieure à 60°C, de préférence inférieure à 50°C, et à une pression en tête inférieure 30 à 0,5 MPa, de préférence inférieure à 0,4 MPa. Ledit résidu solvant alimente ensuite avantageusement ladite section de séparation par distillation extractive en tant que flux comprenant un solvant, avantageusement en mélange avec un appoint de solvant. 35 Ladite étape D3) comprend avantageusement une section de distillation finale alimentée par le distillat butadiène étêté issu de la section de séparation du solvant, séparant en tête un effluent butadiène purifié et en fond un résidu butènes. 3060558 17 Cette section permet d'éliminer les impuretés lourdes, et notamment les traces de cis-2-butènes, ainsi que les butynes-1 résiduels et le 1,2-butadiène et diéthyléther éventuellement présents dans le distillat butadiène étêté. 5 Ledit effluent butadiène purifié comprend au moins 99,5 % poids de butadiène. Le rendement de l'étape D3), défini comme le débit de butadiène dans l'effluent butadiène purifié sur le débit de butadiène dans l'effluent butadiène pré-purifié alimentant l'étape D3) est au moins égal à 95 % poids, de préférence à 98%, de manière préférée supérieur à 99% poids 10 Étape El) de lavage de l'acétaldéhyde Le procédé selon l'invention comprend une étape E1) de lavage de l'acétaldéhyde alimenté par l'effluent acétaldéhyde brut issu de l'étape D2) et par une fraction de l'effluent eau usée issu de l'étape D2), et produisant un effluent eau de contre-lavage, un effluent riche en acétaldéhyde et un effluent 15 diéthyléther. Ladite étape comprend avantageusement une section de lavage et une section de contre-lavage. Ladite section de lavage est alimentée par ledit effluent acétaldéhyde brut et par un effluent 20 comprenant un solvant, avantageusement une coupe pétrolière ne comprenant pas de soufre. Ledit solvant permet de capturer les éléments les moins hydrophiles, comme le diéthyléther, l'éthylacétate, l'hexene et d'autres hydrocarbures présents dans ledit effluent acétaldéhyde brut. L'effluent acétaldéhyde brut lavé constitue l'effluent riche en acétaldéhyde. Ledit effluent riche en 25 acétaldéhyde issu de l'étape E1) est ensuite recyclé dans le reste du procédé selon l'invention. L'effluent comprenant un solvant chargé d'impuretés alimente ensuite la section de contre-lavage dans laquelle il est mis en contact avec une fraction de l'effluent eau usée issu de l'étape D2). Cette section de contre-lavage permet de récupérer dans la phase aqueuse les produits les plus 30 hydrosolubles comme l'acétaldéhyde entraîné avec le solvant. L'eau issue du contre-lavage constitue l'effluent eau de contre-lavage et alimente l'étape D2) tandis que l'effluent comprenant un solvant, lavé dans la section de contre-lavage, alimente une section de régénération de solvant. Ladite section de régénération de solvant, alimentée par l'effluent comprenant un solvant, lavé dans la 35 section de contre-lavage, permet de séparer d'une part un effluent comprenant un solvant recyclé vers la section de lavage de ladite étape E1) et d'autre part un effluent d'impuretés comprenant en particulier du diéthyl éther, de l'éthyl acétate, de l'hexène et d'autres impuretés légères constituant 3060558 18 l'effluent diéthyléther. Cette section peut être mise en oeuvre par distillation ou par tout autre moyen connu de l'Homme du métier. Le diéthylacétal présent dans l'effluent acétaldéhyde brut est partiellement extrait dans la section de 5 lavage, et récupéré en phase aqueuse dans la section de contre-lavage, isolé de l'éthanol et de l'acétaldéhyde. Il va donc se décomposer de nouveau en éthanol et acétaldéhyde, qui sont renvoyés vers la colonne à cloison via l'effluent eau de contre-lavage, minimisant ainsi grandement les pertes en rendement dues à la formation de diéthylacétal par rapport à l'art antérieur. 10 Étape E2) de traitement des effluents Le procédé selon l'invention comprend une étape E2) de traitement des effluents, alimentée au moins par l'effluent éthanol brut issu de l'étape D2), et par une fraction de l'effluent riche en eau issu de l'étape E3), et produisant au moins un raffinat éthanol, un effluent huiles brunes légères et un effluent huiles brunes lourdes ; 15 L'effluent éthanol brut issu de l'étape D2) comprend principalement de l'éthanol, de l'eau mais aussi des impuretés telles que l'acétate d'éthyle et les huiles brunes telles que définies précédemment. Ces impuretés peuvent s'accumuler si elles sont renvoyées vers les étapes réactionnelles A) et B) au sein de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3) et qu'elles ne sont que partiellement converties dans 20 les sections réactionnelles des étapes A) et B). L'étape E2) permet de récupérer une partie de ces impuretés avant l'étape E3) de séparation de l'éthanol, ce qui permet d'éviter la démixtion des huiles brunes au sein des colonnes à distiller, de simplifier le schéma de distillation, et d'obtenir à l'issue de l'étape E3) un effluent riche en éthanol et un effluent riche en eau de plus grande pureté par rapport à l'art antérieur. 25 De préférence, ladite étape E2) comprend au moins une section de lavage/contre-lavage, une section de distillation des huiles brunes légères, et une section de distillation des huiles brunes lourdes. Ladite section de lavage/contre-lavage préférentielle est alimentée en un point intermédiaire par ledit 30 effluent éthanol brut issu de l'étape D2). Ladite section de lavage/contre-lavage préférentielle est alimentée en fond par un effluent hydrocarbures et en tête par une fraction de l'effluent riche en eau issue de l'étape E3), qui ne comprend pas d'éthanol et d'acétaldéhyde et par une fraction de l'effluent eau usée issue de l'étape 35 D2) qui contient des traces d'acétaldéhyde. L'effluent hydrocarbures et la fraction de l'effluent riche en eau issu de l'étape E3) sont alimentés à une température de préférence comprise entre 10 et 70°C, préférentiellement entre 45 et 55°C. Ladite section de lavage/contre-lavage produit en tête un extrait 3060558 19 hydrocarbures de lavages chargé d'une fraction des impuretés et des huiles brunes, et en fond ledit raffinat éthanol. Ladite section de lavage/contre-lavage est de préférence opérée à une pression comprise entre 0,1 5 et 0,5 MPa, préférentiellement entre 0,2 et 0,4 MPa. De préférence, la fraction de l'effluent riche en eau issu de l'étape E3) et de l'effluent eau usée issu de l'étape D2) pour réaliser le contre-lavage est ajustée de manière à ce que la teneur en eau dans le raffinat éthanol soit supérieure à 30% poids, de manière préférée supérieur à 40% poids. 10 Le lavage de l'effluent éthanol brut issu de l'étape D2) avec un effluent hydrocarbures entraîne certaines impuretés telles que les huiles brunes. La section de colonne de contre-lavage avec l'effluent riche en eau issu de l'étape E3) et de l'étape D2) récupère pour sa part l'éthanol qui aurait pu être perdu par entrainement dans le solvant. 15 Ledit effluent hydrocarbures peut contenir des hydrocarbures saturés et/ou insaturés et /ou aromatiques, de préférence des hydrocarbures saturés. Ledit effluent hydrocarbures est avantageusement constitué d'un mélange d'hydrocarbures ayant entre 6 et 40 atomes de carbone, de préférence entre 10 et 20 atomes de carbone. De manière non limitative, ledit effluent hydrocarbures 20 peut être une coupe gazole ou kérosène désulfurée ou bien encore une coupe d'hydrocarbures produite par une unité de type Fischer-Tropsh. Dans un mode de réalisation, le contact entre les deux phases liquides dans ladite section de lavage/contre-lavage est réalisé au sein d'un extracteur liquide-liquide. Différents modes de contact 25 peuvent être envisagés. On peut citer de manière non limitative, une colonne garnie, une colonne pulsée, ou bien une colonne compartimentée agitée. Dans un autre mode de réalisation, le contact entre les deux phases liquides dans ladite section de lavage/contre-lavage est réalisé au sein d'un contacteur membranaire, ou une cascade de contacteurs membranaires. Ce mode de contact est particulièrement bien adapté au système mis en oeuvre. En effet, les mélanges eau-éthanol- 30 hydrocarbure sont connus pour former des émulsions stables, qui peuvent être problématique dans un extracteur liquide-liquide. Le contacteur membranaire permet de générer une aire de contact importante, favorisant le transfert des impuretés et des huiles vers la phase hydrocarbure, sans générer d'émulsion. 35 Ledit extrait hydrocarbures de lavages alimente ladite section de distillation des huiles brunes légères, laquelle produit en tant que distillat ledit effluent huiles brunes légères, et un résidu hydrocarbures comprenant la fraction lourde des huiles brunes. 3060558 20 Ledit effluent huiles brunes légères est composé d'impuretés produites par l'étape réactionnelle B), principalement de l'acétate d'éthyle et des traces de crotonaldéhyde et de butanal, mais aussi de la fraction légère des huiles brunes, composée d'impuretés en quantité plus faibles.. Cet effluent peut être brulé pour fournir une partie de la chaleur nécessaire au circuit d'huile chaude ou aux chaudières 5 à vapeur du procédé. Ledit résidu hydrocarbures contient essentiellement les hydrocarbures servant au lavage, mais également la fraction la plus lourde des huiles brunes. Pour éviter l'accumulation des huiles brunes par le recyclage de l'effluent hydrocarbures vers l'extracteur liquide-liquide, une fraction dudit résidu 10 hydrocarbures est traitée dans ladite section de distillation des huiles lourdes, consistant en une colonne à distiller, laquelle produit un distillat hydrocarbures composé pour l'essentiel d'hydrocarbures avec encore quelques traces d'huiles brunes et, en tant que résidu, ledit effluent huiles brunes lourdes comprenant plus de 80%, préférentiellement plus de 85% d'hydrocarbures ainsi que les huiles brunes les plus lourdes. La fraction dudit effluent hydrocarbures envoyée vers ladite section de distillation des 15 huiles est comprise entre 5 et 30% du débit total dudit résidu hydrocarbures, et préférentiellement entre 10 et 20%. Le distillat hydrocarbures est mélangé à la fraction du résidu hydrocarbures qui n'a pas été traité dans ladite section de distillation des huiles lourdes afin de former l'effluent hydrocarbures alimentant ladite section de lavage/contre-lavage. 20 L'effluent huiles brunes lourdes, qui représente de préférence entre 0,1 et 20% de la charge de ladite section de distillation des huiles lourdes, préférentiellement entre 0,3 et 5%, peut être brûlé pour fournir une partie de la chaleur nécessaire au circuit d'huile chaude ou aux chaudières à vapeur du procédé. Un appoint d'hydrocarbures équivalent aux pertes en fond de ladite section de distillation des huiles lourdes est nécessaire pour maintenir le débit de lavage constant. La section de distillation des 25 huiles brunes lourdes est opérée de manière à maintenir constante la concentration en huiles brunes dans la boucle de recyclage des hydrocarbures (boucle effluent hydrocarbures /effluent hydrocarbures de lavage). Les effluents huiles brunes légères et lourdes sont éliminés du procédé. 30 L'ajout d'eau au sein de la section de lavage/contre-lavage permet un meilleur fonctionnement du procédé d'élimination des impuretés et des huiles brunes selon l'invention. Le procédé selon l'invention évite ainsi la purge régulière d'éthanol afin d'éviter l'accumulation des 35 huiles brunes, ce qui permet d'améliorer les performances globales du procédé. 3060558 21 Étape E3) de séparation de l'éthanol Le procédé selon l'invention comprend une étape E3) comprenant une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinat éthanol issu de l'étape E2), et produisant au moins un effluent riche en éthanol, un effluent riche en eau et un effluent eau sale. 5 Ladite section de distillation comprend une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinat éthanol issu de l'étape E2) et produisant en fond un effluent riche en eau et un effluent eau sale, et en tête un effluent riche en éthanol. 10 Ladite cloison partitionne les deux tiers inférieurs de la colonne en deux compartiments. Le compartiment dans lequel est réalisé l'alimentation est appelé compartiment d'entrée, le second compartiment étant appelé compartiment inférieur. La partie supérieure de la colonne ne comprenant pas de cloison est appelée compartiment de tête. 15 Un dispositif spécial connu de l'Homme du métier permet de répartir le liquide issu du compartiment de tête entre les compartiments d'entrée et inférieur. Avantageusement, entre 25 et 60% molaire du liquide issu du compartiment de tête est dirigé vers le compartiment d'entrée, préférentiellement entre 35 et 55% et très préférentiellement entre 35 et 45%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment inférieur. 20 Le compartiment d'entrée comprend entre 8 et 25 plateaux théoriques, avantageusement entre 12 et 20. Le compartiment inférieur comprend entre 8 et 25 plateaux théoriques, avantageusement entre 12 et 20. 25 Le raffinat éthanol issu de E2), avantageusement en mélange avec l'effluent eau alcoolisée issu de l'étape F), est alimenté à un plateau situé dans la moitié supérieure dudit compartiment d'entrée. Ainsi, si par exemple le compartiment d'entrée comprend 14 étages théoriques, ledit mélange est alimenté entre les plateaux 1 et 7, les plateaux étant numérotés dans le sens d'écoulement du liquide. 30 L'eau et l'acide acétique, moins volatils, se dirigent préférentiellement vers le fond de la colonne, tandis que les azéotropes butanol/eau et éthanol/eau se dirigent vers la tête. Les compartiments d'entrée et inférieur ont chacun leur rebouilleur. 35 Le rebouilleur du compartiment d'entrée permet d'éliminer totalement l'éthanol en fond de colonne. Du fond de ce compartiment est extrait l'effluent eau sale, chargé en acide acétique et en « huiles brunes » éventuellement encore présentes, ledit effluent eau sale étant éliminé du procédé pour être éventuellement traité dans un procédé de retraitement des eaux usées. 3060558 22 Le compartiment de tête comprend de 3 à 10 plateaux théoriques, avantageusement de 4 à 6. Ce compartiment reçoit les phases gaz issues des compartiments d'entrée et inférieur, qui sont mélangées et mises en contact avec le liquide dans le plateau du compartiment de tête situé 5 immédiatement au-dessus de la cloison. Ne redescend dans le compartiment inférieur que le liquide issu du compartiment de tête, et qui est donc débarrassé de la plus grande partie de l'acide acétique et des « huiles brunes » résiduelles. Le rebouilleur du fond du compartiment inférieur permet d'éliminer toute trace d'éthanol. Ainsi, l'effluent 10 riche en eau produit en fond du compartiment inférieur comporte peu d'acide acétique (moins de 0,5% molaire, voire moins de 0,25% molaire), et aucune autre impureté autrement qu'à l'état de traces, c'est-à-dire présentes à moins de 0,1% poids, avantageusement à moins de 0,01% poids. Dans un arrangement particulier de la section de distillation de ladite étape E3), ladite colonne à 15 cloison de ladite section de distillation comprend une pompe à chaleur comprenant un tourne-en-rond de fluide frigorigène entre le condenseur et les rebouilleurs de ladite colonne. Ledit fluide frigorigène, avantageusement un mélange d'hydrocarbures, très avantageusement un mélange d'hydrocarbures comprenant de 3 à 5 atomes de carbone, et de manière très préférée un 20 mélange équimolaire n-butane/isobutane, est comprimé jusqu'à une pression comprise entre 2 et 3 MPa, avantageusement entre 2,3 et 2,8 MPa. Le fluide comprimé est séparé en deux fractions envoyées respectivement vers les rebouilleurs du compartiment d'entrée et du compartiment inférieur, ces fractions étant alors condensées totalement. Ces fractions, séparément ou en mélange, préchauffent ensuite l'alimentation de ladite colonne à paroi puis sont détendues à une pression 25 comprise entre 0,5 et 1,5 MPa, avantageusement entre 0,8 et 1,4 MPa. Si cela n'a pas été fait après échange dans les rebouilleurs, les deux fractions sont ensuite mélangées, le mélange étant totalement vaporisé par échange de chaleur avec la vapeur soutirée en tête de ladite colonne à paroi dans le condenseur de ladite colonne avant d'être de nouveau comprimé, fermant ainsi la boucle de circulation du fluide frigorigène. 30 Bien entendu, d'autres pompes à chaleur similaires à celles décrites dans l'étape B) ou dans l'étape E3) peuvent être installées afin de diminuer encore la consommation d'énergie, en particulier autour de la section réactionnelle de l'étape A), ou de la section de distillation de l'étape D2) par exemple. 35 La faible teneur en acide acétique dans l'effluent riche en eau permet de limiter la formation de diéthylacétal, favorisée par la présence d'acide acétique dans les étapes où cet effluent est recyclé. De plus, l'utilisation de la configuration selon l'invention permet de débarrasser l'effluent riche en eau d'éventuels résidus d'huiles brunes qui n'auraient pas été extraits dans l'étape E2). 3060558 23 Lesdits effluents riche en éthanol et riche en eau issus de l'étape E3) sont ensuite recyclés dans le reste du procédé selon l'invention. La fraction dudit effluent riche en éthanol alimentant l'étape A) et celle alimentant l'étape C1) sont réglées de manière à ajuster le ratio éthanol/acétaldéhyde en entrée 5 de la section réactionnelle de l'étape B). La fraction dudit effluent riche en eau alimentant ladite étape F) est ajustée de manière à récupérer l'éthanol du gaz combustible. De même la fraction dudit effluent riche en eau alimentant ladite étape E2) est ajustée de manière à récupérer l'éthanol. 10 Dans un autre mode de réalisation de l'invention, lesdits effluents riche en éthanol et riche en eau subissent séparément un étape de purification avant d'être recyclés dans le reste du procédé. Par purification, on entend mettre en contact lesdits effluents avec des adsorbants comme par exemple du charbon actif, de la silice, de l'alumine ou encore une résine polymérique fonctionnalisée. Par 15 exemple, un charbon actif permet d'éliminer les traces de butanol et d'hexanol comprises dans le flux riche en éthanol. Par exemple, une résine basique permet d'éliminer l'acide acétique présent dans l'effluent riche en eau. Quand les adsorbants sont saturés, et ne permettent pas de garantir la pureté des effluents riche en acétaldéhyde, riche en éthanol et riche en eau, ils sont soit éliminés, soit régénérés pour être réutilisés. 20 Étape F) de lavage à l'eau des sous-produits gazeux Le procédé selon l'invention comprend une étape F) de lavage à l'eau alimentée par l'effluent sous-produits gazeux issu de l'étape Dl ), ainsi que par une fraction de l'effluent riche en eau issu de ladite étape E3) et produit au moins un effluent eau alcoolisée. 25 L'objectif de ladite étape F) est de récupérer la petite fraction d'éthanol entraînée dans ledit effluent sous-produits gazeux issu de l'étape Dl) afin d'améliorer le rendement global du procédé. La fraction de l'effluent riche en eau issue de ladite étape E3) nécessaire dans ladite étape F) selon 30 l'invention est très faible, car l'effluent gazeux issu de l'étape B) a été lavé dans l'étape D1) avec un flux éthanol contenant peu ou pas d'acétaldéhyde. Il ne reste donc dans ce flux qu'une petite fraction d'éthanol, facilement récupérée avec une faible quantité d'eau en comparaison avec la quantité d'eau qui aurait été nécessaire s'il y avait des traces d'acétaldéhyde dans l'effluent sous-produits gazeux issu de l'étape Dl ). 35 L'eau chargée en éthanol après le lavage est soutirée de ladite étape F) et constitue l'effluent eau alcoolisée. Elle alimente avantageusement l'étape E3). 3060558 24 Le procédé selon l'invention permet donc de minimiser le débit des effluents à traiter dans l'étape de traitement des effluents. Il permet par ailleurs de réduire au maximum les pertes en butadiène, en permettant de récupérer plus de 98%, préférentiellement plus de 99 % du butadiène produit à l'issue des étapes réactionnelles dans ledit effluent butadiène purifié. 5 DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 montre un arrangement particulier des étapes du procédé selon l'invention. Une fraction de l'effluent riche en éthanol (1) issu de l'étape E3) alimente une étape A) de conversion 10 de l'éthanol en acétaldéhyde produisant un effluent hydrogène (5) et un effluent éthanol/acétaldéhyde dont une partie (50) alimente l'étape C1) de traitement de l'hydrogène, l'autre partie (52) alimentant l'étape B) de conversion en butadiène. L'étape C1) est également alimentée par une fraction de l'effluent riche en éthanol (49) issu de l'étape 15 E3) et l'effluent hydrogène (5) et produit un effluent de lavage (51) et un effluent hydrogène purifié (10). L'étape B) de conversion en butadiène est alimentée par une fraction (52) dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), par un effluent de lavage (51) issu de l'étape C1) et par une 20 fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde (17) issu de l'étape El). Cette étape produit un effluent gazeux (21) et un effluent liquide (31). L'effluent gazeux (21) alimente une étape D1) d'extraction du butadiène. Cette étape est également alimentée par un flux d'éthanol (15) qui lave l'effluent gazeux (21) de manière à produire un effluent 25 butadiène de lavage (25). Le gaz lavé par l'éthanol alimente l'étape F) de lavage à l'eau en tant qu'effluent sous-produits gazeux (26) dans laquelle il est de nouveau lavé avec une fraction de l'effluent riche en eau (53) issu de l'étape E3) pour produire d'une part un effluent gaz combustibles (28) et un effluent eau alcoolisée (30). 30 L'effluent liquide (31) issu de B) et l'effluent butadiène de lavage (25) issu de D1) alimentent l'étape D2) de première purification du butadiène dans laquelle il est séparé en un effluent butadiène pré-purifié (38), un effluent eau usée dont une partie (37-2) alimente l'étape El) et une autre partie (37-3) alimente l'étape E2), un effluent acétaldéhyde brut (73) et un effluent éthanol brut (34). 35 Cette étape D2) est également alimentée par un flux d'eau (36) et un effluent eau de contre-lavage (75) issu de l'étape El) de lavage de l'acétaldéhyde. Cette étape permet de laver l'effluent acétaldéhyde brut (73) afin de produire in fine un effluent riche en acétaldéhyde (17), les impuretés étant évacuées par l'effluent diéthyléther (83). 3060558 25 La purification de l'effluent butadiène pré-purifié (38) est achevée dans l'étape D3), laquelle produit un effluent butadiène purifié (62). 5 L'effluent éthanol brut (34) issu de l'étape D2) alimente l'étape E2) de traitement des effluents. Cette étape permet de séparer un raffinat éthanol (70), un effluent huiles brunes légères (67) et un effluent huiles brunes lourdes (68). Le raffinat éthanol est purifié dans l'étape E3) de séparation de l'éthanol afin de produire un effluent 10 riche en éthanol (724), un effluent riche en eau (725) et un effluent eau sale (72). La figure 2 montre un arrangement du procédé selon l'invention. Un effluent riche en éthanol (1) provenant d'une section de distillation 71 est envoyé vers la section 15 réactionnelle 2, ou une partie de l'éthanol est convertie principalement en acétaldéhyde et en hydrogène, le produit de la réaction (3) étant envoyé vers la section de séparation 4. La section de séparation 4 permet de séparer une phase gazeuse (5), comprimée dans la section 6, et une phase liquide qui est séparée en deux partie, l'une (52) alimentant la section réactionnelle 18, 20 l'autre (50) envoyée vers la section de lavage 8. L'étape de séparation (8) est alimentée également avec une fraction de l'effluent riche en éthanol (49) pour laver le gaz comprimé (7) et produire de l'hydrogène purifié avec des traces d'eau et d'éthanol (10). La section réactionnelle 18 est alimentée par un effluent riche en acétaldéhyde (17) venant de la 25 section de lavage 74, par le mélange éthanol/acétaldéhyde (51) en provenance de la section lavage hydrogène 8 et par une partie de la phase liquide (52) issue de la section de séparation 4. L'effluent (19) de la section réactionnelle 18 est envoyé vers la section de séparation gaz-liquide 20. La phase vapeur (21) est comprimée dans la section 22. Le gaz comprimé (23) est lavé dans la 30 section 24 par la charge éthanol (15) pour récupérer le butadiène, ce qui évite de ramener dans le butadiène des impuretés qui auraient pu être concentrées par les recyclages. Le gaz (26) issu de ce lavage à l'éthanol est lavé dans la section de lavage 27 avec une fraction de l'effluent riche en eau (53) en provenance de la distillation 71. L'eau chargée en éthanol (30) après le lavage est renvoyée dans la section de distillation 71, dans la colonne de séparation eau-éthanol. Le gaz (28) est 35 éliminé du procédé. La phase liquide (31) du séparateur 20 est mélangée au liquide (25) issu du lavage 24. Le mélange est envoyé à la distillation comprenant une colonne à cloison 32, qui va séparer un effluent butadiène 3060558 26 brut (33) en tête, un effluent acétaldéhyde brut (73) dans un soutirage latéral, et un effluent éthanol brut (34) en fond. L'effluent butadiène brut (33) est envoyé vers un lavage à l'eau 35 destiné à éliminer les impuretés polaires et en particulier l'acétaldéhyde, qui ne doit pas être présent au-delà de quelques ppm dans le butadiène final. L'eau (36) utilisée pour ce lavage est de l'eau propre, non 5 recyclée, pour ne pas risquer d'introduire d'impuretés dans le produit final. La quantité d'eau employée est ajustée pour obtenir la spécification en acétaldéhyde. L'effluent eau usée (37) est renvoyé en partie (37-1) vers la distillation comprenant une colonne à cloison 32, en partie (37-2) vers la section 74 de lavage/contre lavage de l'effluent acétaldéhyde brut, 10 et en partie (37-3) vers la section 63 de lavage au solvant. L'effluent acétaldéhyde brut (73) est envoyé vers la section 74 pour être lavé avec un effluent comprenant des hydrocarbures lourds (78). Les hydrocarbures lourds chargés en diéthylether et autres impuretés sont contre lavés avec la fraction de l'effluent eau usée (37-2) pour récupérer 15 l'acétaldéhyde qui aurait été entrainé. Les hydrocarbures lourds lavés (76), chargés en impuretés alimentent la section de régénération 77, dont on va sortir les hydrocarbures régénérés (78) retournant au lavage, et une fraction légère (83), contenant en particulier du diéthyl éther, de l'éthyl acétate, du pentène, de l'hexène et d'autres impuretés légères. Un autre solvant que des hydrocarbures pourrait être aussi bien utilisé. 20 Le butadiène lavé (38) est séparé des butènes dans une section de distillation extractive 79. Le butadiène (62) issu de l'extraction 79 sort avec une pureté satisfaisante pour les spécifications actuelles (plus de 99.5%), les impuretés résiduelles étant principalement des butènes (61) et un mélanges butynes/butènes (58). Une section de purification du solvant d'extraction 81 est alimenté 25 par le solvant (80) issu de la section de distillation extractive 79, permettant de soutirer les impuretés accumulées dans le solvant (55). Le solvant régénéré (82) est renvoyé dans la section 79. Le produit de fond (34) de la distillation 32 est envoyé vers la section 63 de traitement des effluents. Les hydrocarbures lourds de lavage, chargés en impuretés (65) alimentent la section de régénération 30 66, dont on va sortir les hydrocarbures régénérés (69) retournant au lavage, une fraction légère (67), contenant en particulier de l'éthyle acétate et quelques « huiles brunes » légères. On sort également une coupe lourde (68), contenant des « huiles brunes » lourdes et une petite partie des hydrocarbures de lavage. Un autre solvant plus lourd, plus visqueux que des hydrocarbures pourrait avantageusement être utilisé profitant du fait que l'acétaldéhyde et les impuretés légères sont partis 35 dans la colonne à cloison 32 et que l'on peut augmenter la température de l'opération de lavage 63. On pourrait avantageusement utiliser un solvant ne produisant pas de précipitation ni d'encrassement. 3060558 27 Le liquide (70) de fond de l'extraction 63, contenant à la fois le liquide (34) débarrassé de ses impuretés ayant de fortes affinités avec les hydrocarbures, et l'eau de lavage (64) est envoyé vers la section de distillation 71 comprenant une colonne à cloison qui permet de séparer un effluent riche en éthanol renvoyée en partie (1) vers la section réactionnelle 2 et en partie (49) vers le lavage 8, un 5 effluent riche en eau contenant très peu d'acide acétique et recyclé en partie (53) vers le lavage 27 et en partie (64) vers le lavage 63, et un effluent eau sale (72), purgé hors de l'unité. La figure 3 présente une vue schématique de la colonne à cloison mise en oeuvre dans la section de distillation de l'étape D2) du procédé selon l'invention. 10 L'effluent liquide issu de l'étape B) (31) est mélangée avec l'effluent butadiène de lavage issu de l'étape D1) (25) et alimenté dans le compartiment d'entrée de la colonne (320). Dans le compartiment de tête de la colonne (320), au-dessus de la cloison (321), les vapeurs 15 provenant des compartiments d'entrée et de soutirage sont mélangés et mis en contact avec le liquide du dernier plateau de cette section. La vapeur de tête (322) de cette section alimente le condenseur partiel (323), qui refroidit et condense partiellement le produit de tête, le produit refroidi (324) étant évacué vers le ballon de reflux (325). La partie condensée (326) est renvoyée vers la pompe (327) et retournée vers la colonne (320) comme reflux (328), la partie non condensée (33) constituant l'effluent 20 butadiène brut. On soutire du compartiment de soutirage un effluent acétaldéhyde brut (73). En fond de colonne, un effluent éthanol brut (34) est soutiré, une fraction étant retournée vers la colonne après réchauffage par le rebouilleur (329). La figure 4 présente une vue schématique de la colonne à cloison mise en oeuvre dans la section de 25 distillation de l'étape E3) du procédé selon l'invention. Le raffinat éthanol (70) issu de l'étape E2) est mélangé à l'effluent eau alcoolisée (30) issu de l'étape F et alimenté dans le compartiment d'entrée de la colonne à cloison (710). La cloison de séparation (711) va jusqu'en fond de colonne, mais pas jusqu'en tête. 30 Le fond du compartiment d'entrée est rebouilli par le rebouilleur (720), qui permet d'éliminer totalement l'éthanol en fond de colonne. De ce compartiment est soutiré, via la pompe (722), l'effluent eau sale (72), chargée en acide acétique et en « huiles brunes » échappées du lavage. 35 Dans le compartiment de tête de la colonne, au-dessus de la cloison (711), les vapeurs provenant des compartiments d'entrée et inférieur sont mélangées et mises en contact avec le liquide du dernier plateau de cette section. La vapeur de tête de cette section (712) est condensée totalement dans le condenseur (713), puis cet effluent (714) refroidit est alimenté dans le ballon de reflux (715). Le liquide 3060558 28 condensé (716) est envoyée en partie vers la pompe (717) pour servir de reflux (718), l'effluent riche en éthanol (724) étant recyclé par la pompe (719) vers le reste du procédé. En fond du compartiment inférieur, rebouilli par l'échangeur (721), est soutiré via la pompe (723) un 5 effluent riche en eau (725) qui est recyclé vers le reste du procédé. La figure 5 représente une intégration thermique autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène telle que communément adoptée par l'Homme du métier et utilisable dans le procédé selon l'invention. 10 Une fraction de l'effluent éthanol/acétaldéhyde (52) issue de l'étape A) de conversion est mélangée avec une fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde (17) issu de l'étape E1) et l'effluent de lavage (51) issu de l'étape C1). Ce mélange (181) est préchauffé dans l'échangeur charge-effluent 182 puis chauffé à la température d'entrée dans le réacteur 186 par l'échangeur 184 qui peut être, par 15 exemple, un four. L'effluent du réacteur (187) est d'abord refroidi dans l'échangeur charge-effluent 182 avant d'être refroidi dans l'échangeur 189 et être séparé entre un effluent gazeux (21) et un effluent liquide (31). 20 La figure 6 représente une variante selon l'invention de l'intégration thermique autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène. Une fraction de l'effluent éthanol/acétaldéhyde (52) issue de l'étape A) de conversion est mélangée avec une fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde (17) issu de l'étape E1) et l'effluent de lavage 25 (51) issu de l'étape C1). Ce mélange (181) est préchauffé dans l'échangeur 182-1 puis chauffé à travers l'échangeur charge-effluent 182-1 et enfin chauffée à la température d'entrée dans le réacteur 186 par l'échangeur 184 qui peut être, par exemple, un four. L'effluent du réacteur (187) est d'abord refroidi dans l'échangeur charge-effluent 182-2 avant d'être 30 refroidi dans l'échangeur 182-3 et être séparé entre un effluent gazeux (21) et un effluent liquide (31). La pompe à chaleur met en oeuvre un fluide frigorigène qui est vaporisé dans l'échangeur 182-3, comprimé dans le compresseur 1803, condensé au moins partiellement dans l'échangeur 182-1 puis totalement condensé dans l'échangeur 189-1 avant d'être détendu dans la vanne 1807 et retourner 35 vers l'échangeur 182-3. La figure 7 représente une variante selon l'invention de l'intégration thermique autour de la section de distillation comprenant une colonne à cloison de l'étape E3) selon l'invention. 3060558 29 La numérotation est identique à celle de la figure 4. Seuls les éléments supplémentaires sont décrits ici. Ils constituent la pompe à chaleur mise en oeuvre dans cette variante du procédé selon l'invention. 5 Le fluide frigorigène est comprimé par le compresseur 7100 jusqu'à une pression de 2,5 Mpa. La température en sortie du compresseur est de 123°C. Le fluide comprimé est séparé en deux fractions (7101) et (7102) envoyées respectivement aux échangeurs de chaleur (720) et (721) permettant de rebouillir les deux compartiments de la colonne, et est condensé totalement dans ces échangeurs à une température de 118°C. À la sortie de l'échangea' (720), le fluide (7103) est envoyé vers 10 l'échangeur de chaleur (7104), qui va préchauffer une fraction de la charge de la colonne et la vaporiser jusqu'à environ 11% mole. Le mélange refroidi à 98°C est envoyé vers l'échangeur de chaleur (7106), où il est refroidi jusqu'à 95,5°C, puis envoyé vers la vanne (7108), ou il est détendu à 1,1 MPa, en se vaporisant partiellement et en se refroidissant jusqu'à 75°C. 15 À la sortie de l'échangeur (721), le fluide (7113) est envoyé vers l'échangeur de chaleur (7114), qui va préchauffer la fraction résiduelle de la charge de la colonne et la vaporiser jusqu'à environ 11% mole. Le mélange refroidi à 98°C va être envoyé vers l'échangeur de chaleur (7116), où il est refroidi jusqu'à 95.5°C, puis envoyé vers la vanne (7118), ou il estdétendu à 1,1 MPa, en se vaporisant partiellement et en se refroidissant jusqu'à 75°C. 20 La sortie des vannes (7108) et (7118) est mélangée et envoyée vers l'échangeur de chaleur (713) qui est le condenseur de tête de colonne. Le mélange vaporisé et légèrement surchauffé (7120) est envoyé au compresseur (7100) à une température de 81°C. 25 EXEMPLES Les exemples suivants sont basés sur des simulations procédés prenant en compte les recyclages des flux, et intégrant des données thermodynamiques calées sur des points expérimentaux (données d'équilibre liquide-vapeur binaires et coefficient de partage liquide-liquide). 30 Dans chacun des exemples, le débit de charge est ajustée de manière à obtenir une production annuelle d'environ 150 kt/an d'un butadiène ayant une pureté comprise entre 99,5 et 100% poids (en adéquation avec l'utilisation actuelle du produit), avec une durée de fonctionnement annuelle du procédé de 8000 h. 35 Dans les exemples suivants, afin de faciliter la comparaison, on estime qu'1 MW électrique est équivalent à 3 MW thermique à partir de la constatation qu'une turbine à gaz simple a un rendement de 30 à 35%. 3060558 30 Exemple 1 - non conforme Un procédé tel que décrit dans le brevet FR 3 026 100 est alimenté avec 48670 kg/h d'une charge comprenant 93,3% poids d'éthanol, le reste étant de l'eau. 5 18850 kg/h d'effluent butadiène purifié sont produits, soit 150,8 kt/an, comprenant 99,8% poids de butadiène. Les consommations globales en utilités sont : - 201,3 t/h de vapeur (117,4 MW) - 86,8 MW de chauffage par four - 8,4 MW d'électricité 10 - 21 t/h d'eau procédé - 25120 m3/h d'eau de refroidissement Soit une consommation équivalente de 117,4+86,8+8,4x3 = 229,4 MW équivalent. 15 Exemple 2 - conforme Le procédé selon l'invention est alimenté avec 48670 kg/h d'une charge comprenant 93,3% poids d'éthanol, le reste étant de l'eau. 18820 kg/h d'effluent butadiène purifié sont produits, soit 150,5 kt/an, comprenant 99,8% poids de 20 butadiène. Les consommations globales en utilités sont : - 178.1 t/h de vapeur (104 MW) - 86,7 MW de chauffage par four - 9,4 MW d'électricité - 21 t/h d'eau procédé 25 - 22560 m3/h d'eau de refroidissement Soit une consommation équivalente de 104+86,7+9,4x3 = 218,9 MW équivalent. On voit que les consommations globales en utilités sont en baisse pour une production maintenue de 30 butadiène. Exemple 3 - Intégration autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène 3.1 - Intégration thermique telle que communément adoptée La figure 5 montre l'intégration thermique communément réalisée autour d'un réacteur mettant en 35 oeuvre une réaction exothermique. 3060558 31 Lorsque cette intégration thermique est mise en oeuvre dans le procédé selon l'invention, la puissance échangée dans l'échangeur charge-effluent 182 dans les conditions de l'exemple 2 est de 23,1 MW. Le mélange (181) est ainsi chauffée à une température de 101 °C. 5 35,9 MW sont ensuite échangés dans l'échangeur 184 pour amener le fluide aux conditions d'entrée dans le réacteur 186. L'effluent du réacteur est refroidi d'abord dans l'échangeur charge-effluent, puis dans l'échangeur 189. La puissance échangée dans l'échangeur 189 est de 35,3 MW. 10 35,9 MW thermique sont consommés pour la chauffe, et 35,3 MW doivent être évacués par l'eau de refroidissement. 3.2 - Mise en oeuvre d'une pompe à chaleur dans la section réactionnelle de conversion en 15 butadiène On se réfère à la figure 6 qui montre l'intégration d'une pompe à chaleur conformément à une variante du procédé selon l'invention. Dans les conditions de l'exemple 2, le mélange (181) est chauffée à 110°C et vaporisée à 90% dans 20 l'échangeur de chaleur 182-1 par échange contre un fluide frigorigène, qui est ici un mélange d'hydrocarbures de composition molaire 45% de n-butane, 45% de i-butane, et 10% de n-pentène. Le fluide frigorigène est totalement condensé dans cet échangeur. La puissance échangée dans l'échangeur 182-1 est de 37,4 MW. Elle est de 14,6 MW dans l'échangeur 182-2. 25 Le mélange est ensuite chauffé à 285°C par échange dans l'échangeur charge-effluent 182-2. Dans cet échangeur, l'effluent est refroidi à une température de 172°C et est encore totalement en phase vapeur. Le mélange est finalement chauffé aux conditions d'entrée du réacteur 186 par l'échangeur 184 dans lequel sont échangés 7 MW. 30 Le fluide frigorigène entre dans l'échangeur 182-3 à 35°C et 0,8 MPa. Il est totalement vaporisé dans cet échangeur puis comprimé à 2,2 MPa dans le compresseur 1803. Il est ensuite condensé dans l'échangeur 182-1, puis sous-refroidi à 35°C dans !échangeur 189-1 avant d'être détendu dans la vanne 1807. 35 Dans cet arrangement particulier selon l'invention, on consomme 7 MW thermique, 12,4 MW d'eau de refroidissement, et 5,5 MW électrique pour le compresseur, soit une consommation équivalente de 7+5,5x3 = 23,5 MW équivalent. 3060558 32 Ainsi, la puissance équivalente nécessaire pour la variante mettant en oeuvre une pompe à chaleur est de 23,5 MW, tandis que la puissance équivalente nécessaire pour l'intégration « classique » est de 35,9 MW, soit une réduction de 35%. 5 La réduction sur l'eau de refroidissement est de 65%. Exemple 4 - Intégration thermique autour de la section de distillation comprenant une colonne à cloison de l'étape E3) La section de distillation comprenant une colonne à cloison de l'étape E3) opérée selon une première 10 variante de l'invention, c'est-à-dire dans laquelle les rebouilleurs sont alimentés par de la vapeur et le condenseur par de l'eau de refroidissement, consomme 56 MW de vapeur et 55 MW d'eau de refroidissement dans les conditions d'opération de l'exemple 2. La mise en oeuvre de la variante selon l'invention dans laquelle une intégration thermique avec pompe 15 à chaleur telle que décrite figure 7 est réalisée conduit à une consommation de 10,2 MW d'électricité pour le compresseur (soit une puissance équivalente de 10,2x3=30,6 MW) et 2 MW d'eau de refroidissement. Ainsi, l'intégration thermique selon cette variante du procédé selon l'invention permet de réduire de 20 45% la puissance thermique nécessaire, et de 96% la consommation d'eau de refroidissement. En reprenant les chiffres de l'exemple 2 et en intégrant les pompes à chaleur des exemples 3.2 et 4 (autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène et autour de la colonne de la section E3), les consommations globales en utilités de cette variante du procédé selon l'invention sont : 25 - 82,2 t/h de vapeur (48 MW) - 57,8 MW de chauffage par four - 25,1 MW d'électricité - 21 t/h d'eau procédé - 13750 m3/h d'eau de refroidissement 30 Soit une consommation équivalente de 48+57,8+25,1x3 = 181,1 MW équivalent. La consommation énergétique du procédé selon l'invention est donc encore réduite d'environ 20% avec les améliorations proposées. De plus, la consommation d'eau de refroidissement diminue 35 d'environ 40%. REVENDICATIONS1. Procédé de production de butadiène à partir d'une charge éthanol comprenant au moins 80% poids d'éthanol comprenant au moins : A) une étape de conversion de l'éthanol en acétaldéhyde comprenant au moins : une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3), opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa et à une température comprise entre 200 et 500°C en présence d'un catalyseur, et une section de séparation permettant de séparer l'effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent hydrogène et un effluent éthanol/acétaldéhyde ; B) une étape de conversion en butadiène comprenant au moins : une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), par un effluent de lavage issu de l'étape C1), par une fraction de l'effluent riche en acétaldéhyde issu de l'étape El), opérée en présence d'un catalyseur, à une température comprise entre 300 et 400°C, et à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, les débits d'alimentation étant réglés de telle sorte que le rapport molaire éthanol/acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, et une section de séparation permettant de séparer l'effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide ; C1) une étape de traitement de l'hydrogène comprenant au moins : - une section de compression comprimant ledit effluent hydrogène issu de l'étape A) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, et - une section de lavage gaz-liquide alimentée à une température comprise entre 25 et 60°C par ledit effluent hydrogène issu de la section de compression, à une température comprise entre 15°C et -30°C par une fraction dudit effluent riche en éthanol issu de l'étape E3), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape A), et produisant au moins un effluent de lavage et un effluent hydrogène purifié ; Dl) une étape d'extraction du butadiène comprenant au moins : - une section de compression comprimant ledit effluent gazeux issu de l'étape B) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, - une section de lavage gaz-liquide comprenant une colonne de lavage alimentée en tête à une température comprise entre 20 et -20°C par un flux éthanol constitué de ladite charge éthanol du procédé et/ou d'une fraction de l'effluent riche en éthanol issu de l'étape E3) et en fond par ledit effluent gazeux issue de l'étape B) comprimé et refroidi, et produisant au moins un effluent sous-produits gazeux et un effluent butadiène de lavage ; D2) une étape de première purification du butadiène comprenant au moins : 3060558 34 - une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par l'effluent liquide issu de ladite étape B) en mélange avec l'effluent butadiène de lavage issu de l'étape D1) et par l'effluent eau de contre-lavage issu de l'étape E1) et produisant un effluent butadiène brut, un effluent acétaldéhyde brut et un effluent éthanol brut ; 5 - une section de lavage gaz-liquide alimentée en fond par ledit effluent butadiène brut et en tête par un flux d'eau, et produisant en tête un effluent butadiène pré-purifié et en fond un effluent eau usée ; D3) une étape ultérieure de purification du butadiène, alimentée au moins par ledit effluent butadiène pré-purifié issu de ladite étape D2), et produisant au moins un effluent butadiène 10 purifié ; E1) une étape de lavage de l'acétaldéhyde alimenté par l'effluent acétaldéhyde brut issu de l'étape D2) et par une fraction de l'effluent eau usée issu de l'étape D2), et produisant un effluent eau de contre-lavage, un effluent riche en acétaldéhyde et un effluent diéthyléther ; E2) une étape de traitement des effluents, alimentée au moins par l'effluent éthanol brut issu de 15 l'étape D2), et par une fraction de l'effluent riche en eau issu de l'étape E3), et produisant au moins un raffinat éthanol, un effluent huiles brunes légères et un effluent huiles brunes lourdes ; E3) une étape de séparation de l'éthanol comprenant une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinat éthanol issu de l'étape E2), et 20 produisant au moins un effluent riche en éthanol, un effluent riche en eau et un effluent eau sale ; F) une étape de lavage à l'eau, alimentée par l'effluent sous-produits gazeux issu de l'étape D1), ainsi que par une fraction de l'effluent riche en eau issu de ladite étape E3) et produisant au moins un effluent eau alcoolisée. 25 2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite colonne à cloison de ladite étape D2) comprend un compartiment d'entrée comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, un compartiment de soutirage comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, un compartiment de tête comprenant entre 5 et 20 plateaux théoriques et un compartiment de fond comprenant 30 entre 5 et 10 plateaux théoriques. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite colonne à cloison de ladite étape E3) comprend un compartiment d'entrée comprenant entre 8 et 25 plateaux théoriques, un compartiment inférieur comprenant entre 8 et 25 plateaux théoriques, et un 35 compartiment de tête comprenant entre 3 et 10 plateaux théoriques. 3060558 35 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape B) comprend une pompe à chaleur entre l'effluent et l'alimentation de la section réactionnelle de ladite étape dans laquelle un fluide frigorigène est vaporisé par échange avec l'effluent de ladite section réactionnelle, comprimé puis au moins partiellement condensé par échange de chaleur avec 5 l'alimentation de ladite section réactionnelle, puis totalement condensé et détendu avant d'être de nouveau vaporisé lors de l'échange avec l'effluent de ladite section réactionnelle. 5. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit fluide frigorigène est au moins un mélange d'hydrocarbures à 3, 4 ou 5 atomes de carbone. 10 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) est constitué de ladite charge éthanol du procédé. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit flux d'eau alimentant la 15 section de lavage de l'étape D2) est un flux d'eau d'origine externe audit procédé de production de butadiène. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel 40 à 70% molaire du liquide issu du compartiment de tête de la colonne à cloison de la section de distillation de ladite étape 20 D2) est dirigé vers le compartiment d'entrée de ladite colonne à cloison. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel 50 à 80% molaire du gaz issu du compartiment de fond de la colonne à cloison de la section de distillation de ladite étape D2) est dirigé vers le compartiment d'entrée de ladite colonne à cloison. 25 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel on injecte en tête de la colonne à cloison de la section de distillation de ladite étape D2) un débit d'eau correspondant à 15 à 20% molaire du débit de butadiène soutiré en tête de ladite colonne. 30 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite étape D3) comprend une section de séparation par distillation extractive en présence d'un solvant polaire. 12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel ledit solvant polaire est choisi dans le groupe constitué par le diméthylformamide (DMF), la N-méthylpyrrolidone, l'acétonitrile et leurs 35 mélanges. 3060558 36 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la colonne à cloison de ladite section de distillation de ladite étape E3) comprend une pompe à chaleur comprenant un tourne-en-rond de fluide frigorigène entre le condenseur et les rebouilleurs de ladite colonne. 5 14. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit fluide frigorigène est un mélange d'hydrocarbures comprenant de 3 à 5 atomes de carbone. 15. Utilisation d'une colonne à cloison pour séparer une alimentation comprenant du butadiène, de l'éthanol, de l'acétaldéhyde et de l'eau en un effluent butadiène brut en tête comprenant plus de 10 90%poids de butadiène, un effluent acétaldéhyde brut en tant que soutirage latéral et un effluent éthanol brut en fond, ladite colonne étant également alimentée par un flux d'eau, ladite cloison de la colonne à cloison partitionnant une section centrale de la colonne en deux compartiments, le compartiment central dans lequel est réalisé l'alimentation étant appelé compartiment d'entrée, le compartiment central duquel est soutiré l'effluent acétaldéhyde brut étant appelé 15 compartiment de soutirage et les parties supérieures et inférieures de la colonne ne comprenant pas de cloison étant appelées respectivement compartiment de tête et compartiment de fond, ledit compartiment d'entrée comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, ledit compartiment de soutirage comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, ledit compartiment de tête comprenant de 5 à 20 plateaux théoriques, ledit compartiment de fond comprenant de 5 à 10 plateaux 20 théoriques. 16. Utilisation selon la revendication précédente dans laquelle ladite alimentation comprend de 20 à 30% de butadiène, de 50 à 60 % d'éthanol, de 3 à 8 % d'acétaldéhyde et de l'eau.