Proceso de polimerización.

Proceso para la polimerización de etileno o de propileno utilizando más de un reactor en serie en el cual el diluyente principal es un diluyente inerte o monómero

, en donde al menos parte de una corriente retirada de un reactor de polimerización se pasa a través de fraccionadores, el cual comprende una columna que tiene al menos 3 etapas de equilibrio, y al menos las primeras dos etapas de equilibrio en el fraccionador por encima del punto de alimentación de la corriente tiene un flujo de líquido de extracción que es al menos 10% en peso de la tasa de flujo de vapor, y los fraccionadores se alimentan desde más de un reactor y/o los fraccionadores alimentan diluyente principal purificado a más de un reactor.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08165616.

Solicitante: INEOS MANUFACTURING BELGIUM NV.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: SCHELDELAAN 482 2040 ANTWERPEN BELGICA.

Inventor/es: WALWORTH,Brent.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados... > C08F210/16 (Copolímeros de eteno con alfa-alquenos, p. ej. cauchos EP)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos... > C08F10/02 (Eteno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F2/00 (Procesos de polimerización)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados... > C08F110/02 (Eteno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/14 (medio orgánico)

PDF original: ES-2473618_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso de polimerización La presente invención se relaciona con un proceso para el tratamiento de una corriente de fluido reactivo, y más particularmente con un proceso para tratar una corriente de gas y/o líquido que contiene polímero activo retirado de un reactor de polimerización con el fin de eliminar los reactivos y/o impurezas de los mismos. Las opciones disponibles para tratar corrientes de fluidos reactivos pueden estar restringidas por el potencial para contaminar, bloquear, etc., causado por sólidos polimerizados o transportados en la corriente de fluido. La presente invención tiene como objetivo proveer un proceso mejorado para el tratamiento de corrientes de diluyente en la producción de poliolefinas. Tales procesos son útiles donde se requiere reciclar o alimentar a un reactor con una corriente de fluido que tiene un nivel inferior de reactivo y/o impurezas que el nivel cuando la corriente fue retirada del mismo o de un reactor diferente.

Un ejemplo es en reacciones de polimerización multimodal, donde los polímeros son manufacturados típicamente en reactores conectados en serie con condiciones de reacción que se diferencian en cada reactor. Con el fin de tener el máximo control de propiedades del producto final, se prefiere tener un control total e independiente del peso molecular y la densidad del polímero producido en cada reactor; el peso molecular se controla típicamente utilizando hidrógeno. Por consiguiente, usualmente es necesario eliminar el hidrógeno de la corriente del producto de un primer reactor que opera a concentración de hidrógeno más alta que un segundo reactor en serie con el primero. El polímero de un reactor corriente arriba para ser alimentado a un reactor en serie corriente abajo es típicamente retirado con diluyentes (gaseosos y/o líquidos) , catalizadores y reactivos tales como monómeros, comonómeros, agentes de control de peso molecular tal como hidrógeno, y cocatalizadores. Se conocen diversas soluciones técnicas para eliminar estos diluyentes y/o reactivos no deseados, incluido el hidrógeno, bien sea total o parcialmente a partir del polímero antes de su entrada en el reactor corriente abajo. Tales técnicas incluyen típicamente reducción de la presión para vaporizar los componentes no deseados.

En la EP 603935A se describe un procedimiento en el que un polietileno bimodal es producido en reactores en serie con un componente de homopolímero de bajo peso molecular que se forma en el primer reactor y un componente de copolímero de alto peso molecular que se incorpora en el segundo reactor, con hidrógeno que se utiliza para controlar el peso molecular. No hay discusión de cómo retirar el hidrógeno residual entre los reactores. En la EP 192427A y la EP 897934A se emplea una reducción de presión significativa entre los dos reactores para retirar al menos una porción del hidrógeno presente. Este proceso es aceptable cuando el diluyente permanece sustancialmente en la fase líquida bajo las condiciones de reducción de la presión requerida para lograr la eliminación deseada de hidrógeno: sin embargo, si se emplea un diluyente más volátil, o si se requiere un mayor grado de separación de hidrógeno, entonces es deseable un método más eficaz. Procesos en suspensión que emplean solventes ligeros (es decir, relativamente volátiles) exhiben ciertas ventajas sobre los sistemas de solventes más pesados. Por ejemplo, oligómeros de poliolefina tienden a ser menos solubles, y el solvente se elimina fácilmente y sustancialmente por completo del producto de polímero. Sin embargo, el gas de hidrógeno debe ser eliminado virtualmente por completo entre las etapas precedente y subsecuente, de lo contrario el control del proceso de la etapa subsecuente es difícil y puede ser imposible de alcanzar alto peso molecular. Los solventes ligeros tienden a proyectarse con el hidrógeno. Si demasiado solvente se proyecta, los sólidos en la suspensión de salida se incrementan a un nivel tan alto que la suspensión ya no puede ser bombeable. Si la proyección de los solventes es reducida, la separación de hidrógeno es pobre. Una dificultad adicional es que el polímero atrapado en el gas de proyección es todavía catalíticamente activo, y puede además polimerizar, causando problemas con la contaminación de cualquier aparato empleado para la eliminación de hidrógeno u otra separación. Así es necesario o bien eliminar o desactivar el polímero residual. Por lo tanto, puede verse que para este tipo de reacción de polimerización hay una necesidad para un proceso mejorado para la eliminación de hidrógeno entre las etapas.

En la US 2003/0191251 se utilizan dos recipientes para proyección para la separación de hidrógeno a partir de un diluyente liviano entre los reactores de polimerización. Cada recipiente tiene solamente una etapa de equilibrio. Se requiere conformar diluyente significativo después de la primera etapa de proyección, debido a una alta pérdida de diluyente.

En la US 3658780 una suspensión de polipropileno retirada de un reactor de polimerización se trata con agentes de eliminación de catalizador y el catalizador se lavó entonces, haciendo de esta forma la corriente catalíticamente inactiva, previo al fraccionamiento de la corriente para eliminar el hidrógeno.

En la US 6045661 una corriente retirada de un reactor que polimeriza etileno y hexeno en isobutano se pasa a través de recipientes para proyección, y elimina partículas de polímero atrapadas en un ciclón. Al menos una porción del vapor se comprime entonces, antes de ser pasada a un fraccionador para separar los componentes. En este proceso está establecido que la eliminación de los sólidos atrapados asegura que el material fraccionado no es catalíticamente activo.

La presente invención tiene como objetivo proveer un proceso mejorado para el tratamiento de corrientes de poliolefinas, particularmente polietileno Por consiguiente, la presente invención divulga un proceso para la polimerización de etileno o propileno utilizando más de un reactor en serie en el que el diluyente principal es un diluyente inerte o monómero, en donde al menos parte de una corriente retirada de un reactor de polimerización se hace pasar a través de un fraccionador que comprende una columna que tiene al menos 3 etapas de equilibrio, y al menos las primeras dos etapas de equilibrio en los fraccionadores por encima del punto de alimentación de la corriente tiene un flujo de líquido de remoción que es al menos 10% en peso de la rata de flujo de vapor, y el fraccionador se alimenta desde de más de un reactor y/o el fraccionador alimenta diluyente esencial purificado a más de un reactor.

Típicamente una corriente retirada de un reactor de polimerización contiene al menos 0.005% en volumen de partículas de polímero sólido. En tal caso, el polímero contiene el catalizador activo. Tal polímero sólido usualmente tiene un tamaño de partícula tal, que al menos 50% del polímero tiene un tamaño de partícula de al menos 10 mm. En una realización, la concentración de polímero consiste en partículas finas que tienen un diámetro medio de menos de 100 micrones, preferiblemente menos de 50 micrones. En otra realización de la invención, la concentración de polímero alimentada en la etapa de fraccionamiento es al menos 30% en volumen y puede ser más alta que 40% en volumen.

Típicamente la corriente retirada del recipiente de polimerización es catalíticamente activo, mediante el cual se entiende que la corriente es capaz de experimentar una polimerización adicional bajo las condiciones presentes durante el fraccionamiento.

En esta especificación fraccionamiento significa separación en un recipiente (i) que tiene más de una etapa de equilibrio (II) en el cual viene líquido y gas al menos parcialmente en contacto... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para la polimerización de etileno o de propileno utilizando más de un reactor en serie en el cual el diluyente principal es un diluyente inerte o monómero, en donde al menos parte de una corriente retirada de un reactor de polimerización se pasa a través de fraccionadores, el cual comprende una columna que tiene al menos 3 etapas de equilibrio, y al menos las primeras dos etapas de equilibrio en el fraccionador por encima del punto de alimentación de la corriente tiene un flujo de líquido de extracción que es al menos 10% en peso de la tasa de flujo de vapor, y los fraccionadores se alimentan desde más de un reactor y/o los fraccionadores alimentan diluyente principal purificado a más de un reactor.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero sólido alimentado en el fraccionador tiene un tamaño de partícula tal que al menos 50% del polímero tiene un tamaño de partícula de al menos 7, preferiblemente al menos 10 mm.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde al menos 50% del polímero sólido tiene un tamaño de partícula menor de 100 mm, preferiblemente menor de 50 mm.

4. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde la concentración de polímero en la corriente alimentada en el fraccionador es al menos 0.002% en volumen, preferiblemente al menos 30% en volumen y más preferiblemente al menos 40% en volumen.

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde al menos el 50% del polímero sólido tiene un tamaño de partícula de menos de 2000 mm, preferiblemente menos de 1000 mm.

6. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el contenido de calor de la corriente que entra en los fraccionadores es suficiente para proveer al menos el 60% del calor necesario para el fraccionamiento, y preferiblemente todo el calor necesario para el fraccionamiento.

7. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde la corriente retirada del reactor de polimerización se fracciona a una presión tal que el diluyente principal de la corriente se condensa sustancialmente sin compresión utilizando solamente medio de enfriamiento, preferiblemente agua, a una temperatura entre 15 y 60º C .

8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en donde no hay una reducción en la presión por debajo de la presión de fraccionamiento aplicada a la corriente entre el reactor y el fraccionador.

9. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde las etapas de equilibrio en el fraccionador comprenden bandejas de tamiz y/o bandejas de doble flujo.

10. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde cada etapa de equilibrio en el fraccionador tiene un flujo de líquido de extracción que es al menos 10% en peso de su tasa de flujo de vapor.

11. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el tiempo de residencia de cualesquiera sólidos en el fraccionador se mantiene a no más de 90 segundos, preferiblemente no más de 30 segundos.

12. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el diluyente principal es propileno y/o isobuteno y/o hexano.

13. Proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde se emplea hidrógeno y/o comonómero en al menos uno de los reactores de polimerización, y el fraccionamiento elimina al menos algo del hidrógeno y/o comonómero de al menos una de las corrientes que contienen el diluyente director antes de su distribución a un reactor corriente abajo.

14. Proceso de acuerdo con la reivindicación 13, en donde tanto comonómero e hidrógeno son al menos parcialmente eliminados del diluyente principal en el mismo fraccionador.

15. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde el etileno se polimeriza para formar un polímero que comprende al menos 30% en peso de un componente de bajo peso molecular que tiene una densidad de al menos 0.965 g/cm3 y un MI2 de 5 a 1000 g/10 min, y al menos 30% en peso de un componente de alto peso molecular que tiene una densidad desde 0.910 a 0.940g/cm3 y un MI5 desde 0.01 a 2 g/10 min.

16. Proceso de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el componente de bajo peso molecular se hace en un reactor corriente arriba de un reactor que produce el componente de alto peso molecular.

17. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en donde la corriente retirada del reactor de polimerización es catalíticamente activo.