Métodos para operación de un reactor de polimerización.

Un método para operar en vacío un reactor de polimerización en fase gaseosa, que comprende:

introducir un neutralizador de la polimerización en el reactor en una cantidad suficiente para detener la polimerización en el mismo;

detener la recuperación de un producto polímero del reactor

,

ajustar una presión en reactor desde una presión de operación a una presión de marcha en vacío;

ajustar una velocidad superficial de un fluido de ciclo a través del reactor desde una velocidad superficial de operación a una apreciación superficial de marcha en vacío, en donde la velocidad superficial de marcha en vacío es menor que la velocidad superficial de operación; y mantener el reactor en un Estado de marcha en vacío durante cierto periodo de tiempo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2011/025231.

Solicitante: UNIVATION TECHNOLOGIES LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5555 SAN FELIPE SUITE 1950 HOUSTON, TX 77056 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F10/00 (Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/34 (Polimerización en estado gaseoso)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/42 (utilizando agentes de detención instantánea)

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Fragmento de la descripción:

Métodos para operación de un reactor de polimerización CAMPO DE LA ÍNVENCiÓN

Esta descripción se refiere a métodos para apagado y nueva puesta en marcha de la polimerización en un reactor de polimerización en fase gaseosa.

ANTECEDENTES

En la polimerización en fase gaseosa, una corriente gaseosa que contiene uno o más monómeros se hace pasar a través de un lecho fluidizado en condiciones de reacción en presencia de un catalizador. Se retira del reactor un producto polímero. Se introduce monómero fresco en el reactor para reemplazar el producto polímero retirado, y cualquier monómero sin reaccionar se recicla de nuevo al reactor.

Las apagados del proceso en un sistema auxiliar aguas arriba y/o aguas abajo del reactor requieren frecuentemente que la polimerización se pare o se "desactive". Los procedimientos de apagado van acompañados a menudo de una acumulación de catalizador y polímero en las paredes del reactor, lo que se conoce como "descolgamiento". Otro problema común es la acumulación de catalizador y polímero en la placa de distribución interna, la o las toberas de inyección, y/o la o las toberas de descarga de producto, lo que se conoce como "atascamiento" o "ensuciamiento de la placa".

Los procedimientos de desactivación típicos requieren que el reactor se abra, se purgue de hidrocarburos, se vacíe de partículas de polímero y catalizador, se limpie, y se cargue de nuevo con el lecho retirado o un nuevo lecho a fin de proporcionar un "lecho de siembra" de polímero. Este proceso consume mucho tiempo, es caro, y permite que entren en el reactor impurezas, tales como humedad y aire. Tales impurezas requieren otro procedimiento consumidor de tiempo para su eliminación, que implica típicamente una purga de nitrógeno a fin de reducir los niveles de impurezas a menos de 10 ppm, antes de volver a poner en marcha el reactor. Por consiguiente, existe necesidad de métodos mejorados para detener y poner de nuevo en marcha la polimerización en un reactor de polimerización en fase gaseosa.

SUMARIO

Se proporciona un método para operar en vacío un reactor de polimerización en fase gaseosa como se describe en las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO

La Figura 1 representa un esquema de un sistema ilustrativo de polimerización en fase gaseosa para fabricación de polímeros.

La Figura 2 muestra una representación gráfica de la velocidad superficial del gas y la carga estática de arrastre en el Ejemplo 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La cantidad de neutralizador de la polimerización añadida al reactor debería ser suficiente para reducir o detener la polimerización en el mismo, sin detener la fluidización dentro del reactor. Puede utilizarse una cantidad en exceso de neutralizador de la polimerización, es decir una cantidad mayor que la necesaria para detener la polimerización, pero más preferiblemente, la cantidad añadida es suficiente para reducir la velocidad de polimerización en un 90%, 95%, 98%, 99%, 99,9%, 99,99%, 99,999%, ó 100%. Una reducción de 99% en la velocidad de polimerización significa que la polimerización tiene lugar sólo al 1% de la velocidad de polimerización original antes de la introducción del neutralizador de la polimerización. Una reducción de 100% en la velocidad de polimerización significa que no tiene lugar en el reactor polimerización alguna.

La cantidad o concentración del neutralizador de la polimerización en el reactor puede variar dependiendo del tamaño del reactor y el periodo de tiempo deseado para El apagado de la polimerización. Por ejemplo, la cantidad o concentración del neutralizador de la polimerización en el reactor puede ser al menos 1 parte por millón en volumen ("ppmv"), 5 ppmv, 10 ppmv, 30 ppmv, 50 ppmv, 100 ppmv, 250 ppmv, 500 ppmv, o 1000 ppmv. En otro ejemplo, la cantidad o concentración del neutralizador de la polimerización en el reactor puede oscilar desde un valor bajo de 1 ppmv, 2 ppmv, o 3 ppmv a un valor alto de 10 ppmv, 30 ppmv, ó 50 ppmv. Durante la marcha en vacío del reactor, la concentración del neutralizador de la polimerización puede mantenerse en una concentración mínima de 1 ppmv, 2 ppmv, 3 ppmv, 4 ppmv, 5 ppmv, 6 ppmv, 7 ppmv, 8 ppmv, 9 ppmv, ó 10 ppmv.

E¡ neutraüzador de la polimerización puede añadirse al reactor desde cualquier lugar o número de lugares dentro del sistema de polimerización. Por ejemplo, el neutraüzador de la polimerización puede Introducirse directamente en el reactor, con la alimentación al reactor, la alimentación de catalizador, al fluido de ciclo, o cualquier combinación de los mismos. Preferiblemente, el neutraüzador de la polimerización se introduce directamente en el reactor y/o el fiuido del ciclo.

Neutralizadores de la polimerización adecuados pueden incluir, pero sin carácter limitante, una o más bases de Lewis tales como monóxido de carbono, dióxido de carbono, agua, o cualquier combinación de los mismos. En un ejemplo, el neutraüzador de la polimerización puede incluir monóxido de carbono, dióxido de carbono, o una combinación de los mismos. En otro ejemplo, el neutraüzador de la polimerización puede ser monóxido de carbono.

La recuperación del producto polímero puede ajustarse, es decir, reducirse, aumentarse y/o detenerse, en cualquier momento antes, después, o al mismo tiempo que se introduce el neutraüzador de la polimerización en el reactor. Por ejemplo, la recuperación del producto polímero puede detenerse cuando el neutraüzador de la polimerización se introduce en el reactor. En otro ejemplo, el producto polímero puede detenerse dentro de aproximadamente ± 1 minuto, aproximadamente ± 5 minutos, o aproximadamente ±10 minutos del momento en que se introduce el neutraüzador de la polimerización en el reactor.

La velocidad con la que se introduce en el reactor la alimentación al reactor puede ajustarse también, es decir, reducirse, aumentarse y/o detenerse, en cualquier momento antes, después, o al mismo tiempo que se introduce el neutraüzador de la polimerización en el reactor. Por ejemplo, la introducción de la alimentación al reactor puede detenerse cuando el neutraüzador de la polimerización se introduce en el reactor. En otro ejemplo, la introducción de la alimentación al reactor puede detenerse dentro de aproximadamente ± 1 minuto, aproximadamente ± 5 minutos, o aproximadamente ±10 minutos del momento en que se introduce el neutraüzador de la polimerización en el reactor.

Cada componente particular de la alimentación al reactor, v.g. monómero(s), agentes de condensación inducida ("ICAs"), hidrógeno, y/o gases inertes tales como nitrógeno, puede detenerse al mismo tiempo o en momentos diferentes unos con respecto a otros. Por ejemplo, todos los componentes de la alimentación al reactor pueden detenerse al mismo tiempo. En otro ejemplo, para una alimentación al reactor que tenga uno o más monómeros y uno o más ICA(s), la Introducción del o de los ICA(s) puede detenerse antes de la introducción del neutraüzador de la polimerización, y la Introducción del o de los monómeros puede detenerse al mismo tiempo o después que se Introduce el neutraüzador de la polimerización en el reactor. En otro ejemplo adicional, para una alimentación al reactor que tenga uno o más monómeros y uno o más ICAs, tanto el o los ICA(s) como el o los monómeros pueden detenerse antes de la Introducción del neutraüzador de la polimerización en el reactor, y la introducción del o de los ICA(s) puede detenerse antes de detener la Introducción del o de los monómeros.

Adlclonalmente, la velocidad con la que se Introduce la alimentación de catalizador en el reactor puede ajustarse, es decir reducirse, aumentarse y/o detenerse, en cualquier momento antes, después, o... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para operar en vacío un reactor de polimerización en fase gaseosa, que comprende:

introducir un neutralizador de la polimerización en el reactor en una cantidad suficiente para detener la polimerización en el mismo;

detener la recuperación de un producto polímero del reactor,

ajustar una presión en reactor desde una presión de operación a una presión de marcha en vacío; ajustar una velocidad superficial de un fluido de ciclo a través del reactor desde una velocidad superficial de operación a una apreciación superficial de marcha en vacío, en donde la velocidad superficial de marcha en vacío es menor que la velocidad superficial de operación; y mantener el reactor en un Estado de marcha en vacío durante cierto periodo de tiempo.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente ajustar una composición del fluido de ciclo en el reactor desde una composición de operación a una composición de marcha en vacío.

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en el que el neutralizador de la polimerización comprende monóxido de carbono y la concentración del neutralizador de la polimerización en reactor es mayor que aproximadamente 1 ppmv.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende:

detener la polimerización en el reactor por introducción de un neutralizador de la polimerización que comprende monóxido de carbono en el reactor de tal modo que la concentración de monóxido de carbono en el reactor es al menos 5 ppmv; detener la recuperación de un producto polímero;

detener la Introducción de una alimentación de catalizador y una alimentación del reactor en el reactor; reducir una concentración de hidrocarburos en el reactor para producir una mezcla de gases en el reactor que comprende menos de aproximadamente 20% en volumen de hidrocarburos y aproximadamente 80% en volumen o más de gases Inertes;

reducir una presión en el reactor desde una presión de operación a una presión de marcha en vacío; producir una velocidad superficial de operación de un fluido de ciclo que fluye a través de reactor desde una velocidad superficial de operación a una velocidad superficial de marcha en vacío, en el cual el fluido el ciclo comprende la mezcla de gases; y

mantener el reactor en un estado de marcha en vacío durante cierto periodo de tiempo.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende adicionalmente:

reducir una concentración del neutralizador de la polimerización en el reactor; reintroducir la limitación del reactor en el reactor;

ajustar la presión en el reactor desde la presión de marcha en vacío a la presión de operación o una presión intermedia entre la presión de marcha vacío y la presión de operación; y

ajustar la velocidad superficial del fluido de cito que fluye a través de reactor a la velocidad superficial de operación o a una velocidad superficial intermedia entre la velocidad superficial de marcha en vacío y la velocidad superficial de operación.

6. El método de la reivindicación 5, que comprende adicionalmente reintroducir la limitación de catalizador el reactor y reanudar la recuperación del producto polímero del reactor.

7. El método de la reivindicación 6, en el cual la limitación de catalizador reintroducida en el reactor es diferente de la alimentación de catalizador en uso antes de introducir el neutralizador de la polimerización.

8. El método de una cualquiera reivindicaciones 5 a 7, el cual la alimentación del reactor reintroducida en el reactor es diferente de la adición del reactor en uso antes de la introducción del neutralizador de la polimerización.

9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el cual un nivel de ensuciamiento de la placa de distribución en el interior de reactor desde el momento en que se introduce el neutralizador de la polimerización al momento en que se reanuda la recuperación del producto polímero es menor que aproximadamente 3%.

10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alimentación del reactor comprende al menos uno de etileno, propileno, buteno, penteno, hexeno, hepteno, y octeno, y al menos uno de propano, butano, ¡sobutano, pentano, ¡sopentano, y hexano.

11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente ajustar una temperatura en el interior del reactor desde una temperatura de operación a una temperatura de marcha en vacío después que se introduce el neutralizador de la polimerización en el reactor.

12. El método de la reivindicación 11, en el cual la temperatura de operación varía desde aproximadamente 75 °C a aproximadamente 110 °C y la temperatura de marcha en vacío es menor que aproximadamente 90 °C.

13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adlclonalmente elevar la altura de un lecho fluldlzado en el Interior de reactor desde una altura de operación a una altura de pre-marcha en vacío antes de Introducir el neutrallzador de la polimerización en el reactor.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la presión de operación varía desde aproximadamente 1800 kPag a aproximadamente 2300 kPag y en el que la presión de marcha en vacío varía desde aproximadamente 650 kPag a aproximadamente 800 kPag.

15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la velocidad superficial de operación es mayor que aproximadamente 0,65 m/s y la velocidad superficial de marcha en vacío varía desde aproximadamente 0,50 m/s a aproximadamente 0,65 m/s.

16. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la alimentación de catalizador comprende un catalizador de metaloceno.

17. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente introducir un neutralizador adicional de la polimerización en el reactor durante el primer tiempo a fin de mantener una concentración mínima de 5 ppmv.

18. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el fluido de cito tiene un nivel de operación condensado de aproximadamente 15% en peso o más.

19. El método de la reivindicación 18, que comprende adicionalmente reducir el nivel condensado del fiuido de ciclo a menos de aproximadamente 15% en peso.

20. El método de la reivindicación 18 ó 19, que comprende adicionalmente reducir el nivel condensado del fiuido de ciclo a un nivel condensado de marcha en vacío, en el cual el nivel condensado de marcha vacío es menor que aproximadamente 5% peso.