Humm.. No, puedes hacer lo que quieras ya que nada te lo impide, solo te dije lo que le corresponde a cada tileset. Por que si quieres, en el editor de bloques puedes poner algún tile del tileset principal con la paleta 7, por ejemplo. Ese mapa se verá bien; pero otro mapa que no use el mismo tileset secundario, no usará tampoco la paleta numero 7, porque esa paleta le corresponde al primer tileset secundario, usara la paleta que le corresponde al tileset secundario que elijas.

Y hay que tener en cuenta que al pasar de un mapa a otro hay que conservar los dos tilesets para que no se vean mal los tiles, no?

No necesariamente tienes que conservar ambos tileset, por eso te dije que hagas independiente el tileset principal mas no el secundario.
Puedes combinar lo que gustes en el tileset secundario, ya este esta para complementar al principal.
Si no me entiendes, dime y subo imágenes. xDD!