Procedimiento para mejorar la reacción de polimerización de etileno.

Un procedimiento para iniciar la polimerización de monómeros de etileno en un reactor de bucle de polimerización de etileno

, que comprende las etapas sucesivas de:

a) alimentar a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno un diluyente hidrocarbonado líquido tal como isobutano, monómeros de etileno e hidrógeno;

b) alimentar a dicho reactor de bucle al menos un catalizador de polimerización de metaloceno; y

c) polimerizar dichos monómeros de etileno, produciendo una suspensión densa de polietileno que comprende diluyente líquido y partículas sólidas de polietileno;

caracterizado por alimentar hidrógeno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno antes de alimentar al menos un catalizador de polimerización de metaloceno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/070031.

Solicitante: TOTAL RESEARCH & TECHNOLOGY FELUY.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: Zone Industrielle C 7181 Seneffe BELGICA.

Inventor/es: SIRAUX, DANIEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos... > C08F10/02 (Eteno)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para mejorar la reacciïn de polimerizaciïn de etileno La presente invenciïn se refiere a un procedimiento para iniciar una reacciïn de polimerizaciïn de etileno en un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno. Mïs particularmente, la invenciïn se refiere al momento en que se introduce hidrïgeno en el reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno. Los catalizadores usados en la reacciïn de polimerizaciïn de etileno segïn la presente invenciïn pueden ser catalizadores de cromo, Ziegler-Natta o metaloceno.

Antecedentes de la invenciïn El polietileno (PE) se sintetiza polimerizando monïmeros de etileno (CH2=CH2) . Debido a que es barato, seguro, estable en la mayorïa de ambientes y fïcil de procesar, los polïmeros de polietileno son ïtiles en muchas aplicaciones. Segïn las propiedades, el polietileno puede clasificarse en varios tipos, tales como pero sin limitaciïn, PEBD (polietileno de baja densidad) , PELBD (polietileno lineal de baja densidad) y PEAD (polietileno de alta densidad) . Cada tipo de polietileno tiene diferentes propiedades y caracterïsticas.

Las polimerizaciones de etileno se llevan a cabo frecuentemente en un reactor de bucle usando monïmero de etileno, diluyente lïquido y catalizador, opcionalmente uno o mïs comonïmeros e hidrïgeno. La polimerizaciïn en un reactor de bucle se efectïa habitualmente en condiciones de suspensiïn densa, con el polïmero producido habitualmente en forma de partïculas sïlidas que se suspenden en el diluyente. Se hace circular la suspensiïn densa en el reactor de forma continua con una bomba para mantener una suspensiïn eficaz de las partïculas sïlidas de polïmero en el diluyente lïquido. Se descarga la suspensiïn densa de polïmero del reactor de bucle mediante tramos de sedimentaciïn que funcionan por el principio de lotes para recuperar la suspensiïn densa. Se usa la sedimentaciïn en los tramos para aumentar la concentraciïn de sïlidos de la suspensiïn densa recuperada finalmente como suspensiïn densa de producto. Se descarga adicionalmente la suspensiïn densa de producto a travïs de tubos de vaporizaciïn calentados hasta un tanque de vaporizaciïn, donde la mayorïa del diluyente y los monïmeros no reaccionados se vaporizan instantïneamente y se reciclan.

Como alternativa, la suspensiïn densa de producto puede alimentarse a un segundo reactor de bucle conectado en serie con el primer reactor de bucle, pudiendo producirse una segunda fracciïn de polïmero. Tïpicamente, cuando se emplean dos reactores en serie de esta manera, el producto polimïrico resultante es un producto polimïrico bimodal que comprende una primera fracciïn polimïrica producida en el primer reactor y una segunda fracciïn polimïrica producida en el segundo reactor, y tiene una distribuciïn bimodal de peso molecular.

Despuïs de recoger el producto polimïrico del reactor y retirar los residuos hidrocarbonados del mismoy secar el producto polimïrico, se pueden aïadire aditivos, y finalmente el polïmero se puede extruir y aglomerar.

Durante el proceso de extrusiïn, los ingredientes del proceso incluyendo producto polimïrico, aditivos opcionales, etc., se mezclan ïntimamente para obtener un compuesto lo mïs homogïneo posible. Habitualmente, este mezclado se realiza en un extrusor, en el que los ingredientes se mezclan conjuntamente y el producto polimïrico, y opcionalmente algunos de los aditivos, se funden para que pueda tener lugar un mezclado mïs ïntimo. Se extruye entonces la mezcla fundida en una barra, se enfrïa y granula, por ejemplo formando aglomerados. De esta forma, el compuesto resultante puede usarse entonces para la fabricaciïn de diferentes objetos.

La polimerizaciïn de etileno implica la polimerizaciïn de monïmero de etileno en el reactor en presencia de un catalizador de polimerizaciïn y, opcionalmente, si se requiere dependiendo del catalizador usado, un agente activador. Los catalizadores adecuados para la preparaciïn de polietileno comprenden catalizadores de cromo, catalizadores de Ziegler-Natta y catalizadores de metaloceno. Tïpicamente, el catalizador se usa en forma particulada. El polietileno se produce como una resina/polvo con una partïcula catalizadora dura en el nïcleo de cada grano del polvo.

Se han dado a conocer varios sistemas que implican la preparaciïn y el suministro de una suspensiïn densa de catalizador a una reacciïn de polimerizaciïn. En general, para preparar una suspensiïn densa de catalizador, se aportan una mezcla de catalizador particulado sïlido seco y diluyente a un recipiente de mezclado de catalizador y se mezclan concienzudamente. Se transfiere entonces dicha suspensiïn densa de catalizador tïpicamente a un reactor de polimerizaciïn para contacto con los reactantes monomïricos, generalmente en condiciones de alta presiïn.

Es conocido en la tïcnica que para la producciïn de polïmeros de etileno con propiedades adecuadas es importante controlar las condiciones de reacciïn durante la polimerizaciïn, incluyendo temperaturas de reacciïn, concentraciïn de reactante, etc. Las reacciones de polimerizaciïn son tambiïn sensibles a la cantidad, calidad y tipo de catalizador usado. Condiciones subïptimas al inicio o durante la reacciïn de polimerizaciïn pueden conducir a condiciones de polimerizaciïn subïptimas que dan como resultado, por ejemplo, bajos rendimientos de producciïn y/o la producciïn de polïmeros con propiedades indeseadas y/o especificaciones deterioradas. En vista de esto, las reacciones de polimerizaciïn de etileno requieren una monitorizaciïn y control exactos y adaptables de las condiciones de reacciïn.

En vista de lo anterior, es un objeto de la presente invenciïn proporcionar un procedimiento para optimizar un proceso de polimerizaciïn de etileno. Mïs en particular, es un objeto de la invenciïn proporcionar un procedimiento para mejorar los procedimientos de iniciaciïn del proceso de polimerizaciïn, en particular en un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno.

Sumario de la invenciïn La presente invenciïn proporciona un procedimiento de iniciaciïn mejorado para empezar un proceso de polimerizaciïn de etileno en un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno. El presente procedimiento proporciona tambiïn una optimizaciïn del proceso de polimerizaciïn de etileno. En particular, la presente invenciïn estï basada en una inyecciïn ïptima de hidrïgeno en dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno, en particular en un momento ïptimo de inyecciïn de hidrïgeno.

En un primer aspecto, la presente invenciïn se refiere a un procedimiento para iniciar la polimerizaciïn de monïmeros de etileno en un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno en el que se alimenta hidrïgeno a dicha reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno antes de alimentar al menos un catalizador de polimerizaciïn a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno. Mïs en particular, dicho procedimiento de iniciaciïn segïn la presente invenciïn es un procedimiento para iniciar la polimerizaciïn de monïmeros de etileno que comprende las etapas posteriores de:

a) alimentar a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno un diluyente hidrocarbonado lïquido tal como isobutano, monïmeros de etileno e hidrïgeno;

b) alimentar a dicho reactor de bucle al menos un catalizador de polimerizaciïn; y

c) polimerizar dichos monïmeros de etileno, produciendo una suspensiïn densa de polietileno que comprende diluyente lïquido y partïculas sïlidas de polietileno;

caracterizado por alimentar hidrïgeno a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno antes de alimentar al menos un catalizador de polimerizaciïn a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno. Preferiblemente, dicho procedimiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para iniciar la polimerizaciïn de monïmeros de etileno en un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno, que comprende las etapas sucesivas de:

a) alimentar a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno un diluyente hidrocarbonado lïquido tal como 5 isobutano, monïmeros de etileno e hidrïgeno;

b) alimentar a dicho reactor de bucle al menos un catalizador de polimerizaciïn de metaloceno; y

c) polimerizar dichos monïmeros de etileno, produciendo una suspensiïn densa de polietileno que comprende diluyente lïquido y partïculas sïlidas de polietileno;

caracterizado por alimentar hidrïgeno a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno antes de alimentar al 10 menos un catalizador de polimerizaciïn de metaloceno a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno.

2. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 1, en el que la etapa (a) comprende las etapas sucesivas de: (a1) alimentar a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno dicho diluyente hidrocarbonado lïquido; (a2) alimentar a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno dichos monïmeros de etileno; 15 (a3) alimentar a dicho reactor de buce de polimerizaciïn de etileno hidrïgeno;

caracterizado por efectuar dichas etapas de alimentaciïn (a1) , (a2) y (a3) antes de alimentar al menos un catalizador de polimerizaciïn de metaloceno a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno.

3. Procedimiento segïn las reivindicaciones 1 o 2, en el que dicho catalizador de polimerizaciïn es un catalizador de metaloceno y dicho procedimiento se caracteriza por proporcionar a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno una concentraciïn de hidrïgeno en el intervalo entre 20 y 4000 ppm, y preferiblemente entre 300 y 500 ppm.

4. Procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por alimentar adicionalmente a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno un comonïmero tal como 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno o 1deceno.

5. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 4, en el que dicho comonïmero se inyecta despuïs de la inyecciïn de catalizador de polimerizaciïn a dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno.

6. Procedimiento para efectuar una reacciïn de polimerizaciïn de etileno en un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno, que comprende las etapas de:

− alimentar monïmero de etileno, un diluyente, al menos un catalizador de polimerizaciïn de metaloceno, 30 hidrïgeno y opcionalmente uno o mïs comonïmeros opcionales a un reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno,

− polimerizar uno o mïs monïmeros de etileno, produciendo una suspensiïn densa de polietileno que comprende diluyente lïquido y partïculas sïlidas de polietileno, y

− recuperar las partïculas de polietileno de dicha suspensiïn densa separando al menos la mayorïa del 35 diluyente de dicha suspensiïn densa;

caracterizado porque dicho proceso de polimerizaciïn se inicia segïn el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno es un solo reactor de un bucle.

8. Procedimiento segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho reactor de bucle de polimerizaciïn de etileno es un primer reactor de bucle de un reactor de doble bucle, comprendiendo dicho reactor de doble bucle un primer y segundo reactor de bucle que estïn conectados entre sï en serie.

9. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 8, caracterizado por la alimentaciïn adicional de hidrïgeno a dicho segundo reactor de bucle de dicho reactor de doble bucle.

10. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 9, en el que dicho hidrïgeno adicional se alimenta a dicho segundo reactor de bucle de dicho reactor de doble bucle segïn el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.