Proceso de polimerización.

Proceso para la transición T1 entre un etileno o un proceso de polimerización de propileno llevado a cabo en un reactor de polimerización en la presencia de un catalizador a1,

etileno o propileno y, opcionalmente, un comonómero de olefina A1 para producir un polímero de etileno o un polímero de propileno P1 en un etileno o un proceso de polimerización de propileno llevado a cabo en el mismo reactor de polimerización en la presencia de un catalizador a2, etileno o propileno y, opcionalmente, un comonómero de olefina A2 para producir un polímero de etileno o un polímero de propileno P2 caracterizado porque

- el catalizador a1 y a2 son diferentes y compatibles, y

(i) donde se utiliza un catalizador de cromo a1 como el catalizador para la producción de P1, el catalizador a2 para la producción de P2 también será un catalizador de cromo;

(ii) si se utiliza un catalizador de Ziegler-Natta como el catalizador para la producción de P1, el catalizador para la producción de P2 también será un catalizador de Ziegler-Natta; y

(iii) Si se utiliza un catalizador de metaloceno como el catalizador para la producción de P1, el catalizador para la producción de P2 también será un catalizador de metaloceno;

- el catalizador a1 y el catalizador a2 están ambos activos y presentes en el reactor durante al menos parte de la transición T1 de P1 a P2; y

- la transición T1 se realiza de manera continua.

Proceso de polimerización

La presente invención se relaciona con un procedimiento para la transición continua entre dos catalizadores de polimerización diferentes y compatibles.

La presente invención también se relaciona con un proceso para la transición continua entre dos catalizadores de polimerización diferentes y compatibles y entre bien sea dos etilenos o dos polímeros de propileno.

En particular, la presente invención se relaciona con un proceso para la transición continua entre dos catalizadores de polimerización diferentes y compatibles y entre dos copolímeros de etileno que contienen un comonómero diferente.

Más particularmente, la presente invención se relaciona con un proceso para la transición continua en un reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa entre dos catalizadores de polimerización diferentes y compatibles y entre dos copolímeros de etileno que contienen un comonómero diferente.

Es bien sabido que las condiciones de polimerización se pueden ajustar para producir una amplia variedad de productos. Esto también es cierto para la producción de copolímeros de etileno. No es inusual que un sistema de reactor pueda producir resinas útiles en el moldeo por inyección, moldeo por soplado, aplicaciones de rotomoldeo, revestimiento de cables, tuberías y películas. La tecnología de lecho fluidizado también puede ser utilizada para hacer una amplia variedad de productos de poliolefina, por ejemplo, homopolímeros y copolímeros de polietileno, polipropileno, C4-C12 alfa olefinas; monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM), polibutadieno, poliisopreno, y otras gomas.

Sin embargo, en general, los productos de polímero hechas por un sistema de reactor dado utilizan los mismos reactivos, pero en diferentes relaciones y a diferentes temperaturas. Cada uno de estos productos de polímero se puede hacer con un número de diferentes propiedades o grados de la resina. Cada grado de producto del polímero tiene un límite estrecho en sus propiedades, por ejemplo, la densidad y el índice de fusión. Los reactores industriales requieren tiempo para adaptarse a las nuevas condiciones (por ejemplo, temperatura, presiones de reactivos y proporciones de los reactivos) y producir el material en el ínterin que está cambiando constantemente, pero no dentro de las propiedades (por ejemplo, el índice de fusión y densidad) de bien sea del producto viejo o el nuevo. Los nuevos productos no se pueden hacer de forma instantánea y requieren un período cuantificable de transitoriedad en ser adaptado a las nuevas condiciones deseadas.

En general, los sistemas de control industrial para la fase gaseosa, los reactores de polimerización de lecho fluidizado están diseñados para permitir a los operadores controlar el reactor permitiendo que los operadores seleccionen un índice de fusión y densidad deseada. Las correlaciones de estas propiedades son usualmente bien conocidas por los operadores y estos en la técnica para el diseño del reactor particular y catalizador utilizado.

La técnica anterior ha ideado un cierto número de métodos para reducir el material fuera de grado transiente. Estos métodos involucran típicamente alguna combinación de ajuste de los controladores de flujo/relación automáticos hasta un nuevo valor bien sea en o por encima del valor finalmente deseado ("transición de marcación" y "rebasamiento"), eliminando por completo el gas reactivo ("agotar el remanente"), reduciendo el nivel del catalizador ("lecho bajo"), y adhiriendo un gas no reactivo ("adición de nitrógeno").

La DE 4,241,53 describe el uso de un gas de detención para parar una reacción de polimerización, que agota los remanentes de gases para la reacción por fuera del reactor, y reconstruya un nuevo remanente de gases para un nuevo producto. Este método reduce el material de transición. El costo asociado con desechar el viejo remanente de gases y reconstruir un nuevo remanente es muy alto para las transiciones comerciales entre grados estrechamente relacionados.

La técnica anterior divulga también el proceso de transición discontinua adicional, dicho proceso que incluye usualmente una purga de fase gaseosa y la adición de compuestos destructores del catalizador.

McAuley et al. ("Optimal. Grade Transitions in a Gas Phase Polyethylene Reactor", AlChE J., Vol. 38, No. 1: 1992, pp. 1564-1576) divulga tres estrategias de transición manuales de intensa laboriosidad para reactores de polietileno en fase gaseosa. El primero es un ajuste a los controles para rebasar los valores de índice de fusión y densidad. La alimentación de hidrógeno y alimentaciones de comonómero se incrementan para satisfacer las propiedades diseñadas. El segundo es un incremento en la temperatura y la manipulación de la ventilación lenta para mover el índice de fusión del producto producido. El tercero es una gota en el nivel de catalizador, a la vez que mantiene el tiempo de residencia resina del lecho a un valor constante para reducir la producción fuera de grado.

Debling, et al., "Dynamic Modeling of Product Grade Transitions for Olefin Polymerization Processes", AlChE J., vol. 4, no. 3:1994, pp.56-52) compara el desempeño de transición de diferentes tipos de reactores de polietileno. El

artículo divulga siete estrategias de transición manuales de intensa laboriosidad separadas: (1) marcando en la transición del objetivo final; (2) agotar el remanente de gas y transición de marcación simple; (3) lecho bajo y transición de marcación simple; (4) agotar el remanente de gas y rebasamiento del índice de fusión y transición de densidad; (5) lecho bajo, agotar el remanente de gas, y transición del rebasamiento; (6) lecho bajo y transición del rebasamiento; y (7) agotar el remanente de gas, rebasamiento, y transición de adición de nitrógeno

La EP798318 reivindica un proceso para controlar una reacción de polimerización en fase gaseosa en un reactor cuando se cambia de un primer producto hecho en un primer conjunto de condiciones a un segundo producto hecho en un segundo conjunto de condiciones, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

(a) comparar la temperatura de reacción del primer producto y la temperatura de reacción del segundo producto, cambiar el punto de ajuste de la temperatura de reacción del producto a la temperatura de reacción del segundo producto si dicha temperatura de reacción del segundo producto es menor que dicha temperatura de reacción del primer producto,

(b) establecer un punto de ajuste del índice de fusión que es bien sea -15% más alto o -7% menor que el valor del índice de fusión deseado del segundo producto,

(c) establecer un punto de ajuste de la temperatura de reacción que es: 1-15 grados por encima de la temperatura de reacción deseada del segundo producto si el valor del índice de fusión del segundo producto es mayor que el valor del índice de fusión del primer producto, 1-15 grados C por debajo de la temperatura de reacción actual del segundo producto si el índice de fusión del segundo producto es más bajo que el índice de fusión del primer producto,

(d) establecer un punto de ajuste de la presión parcial del reactivo limitante de la rata del producto que es: 1-25 psig ya sea por debajo de la presión parcial del reactivo limitante de la rata del primer producto si el valor del índice de fusión del segundo producto es más alto que el valor del índice de fusión del primer producto, o sobre la presión parcial del reactivo limitante de la rata del primer producto si el valor del índice de fusión del segundo producto es más bajo que el valor del índice de fusión del primer producto;

(e) mantener dicho punto de ajuste del índice de fusión, el punto de ajuste de temperatura y los valores del punto de ajuste de la presión parcial del reactivo limitante de la rata hasta que dicho producto de polimerización exhiba un índice promedio de fusión y densidad promedio del producto con un rango aceptable del valor del índice de fusión deseado del segundo producto y el valor de la densidad del segundo producto;

(f) cambiar dicho punto de ajuste del índice de fusión al valor del índice de fusión deseado del segundo producto;

(g) cambiar dicho punto de ajuste de la temperatura de reacción del producto a un valor que es: (i) -15 Grados C por encima de dicha temperatura de reacción del segundo producto si el valor del índice de fusión del segundo producto es más alto que el valor del índice de fusión del primer producto, o (ii) -15 grados C por debajo de dicha temperatura de reacción del segundo producto si el valor del índice de fusión del segundo producto es menor que el valor del índice de fusión del primer producto;

(h) cambiar dicho punto de ajuste de la presión... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la transición T1 entre un etileno o un proceso de polimerización de propileno llevado a cabo en un reactor de polimerización en la presencia de un catalizador a1, etileno o propileno y, opcionalmente, un comonómero de olefina A1 para producir un polímero de etileno o un polímero de propileno P1 en un etileno o un proceso de

polimerización de propileno llevado a cabo en el mismo reactor de polimerización en la presencia de un catalizador a2, etileno o propileno y, opcionalmente, un comonómero de olefina A2 para producir un polímero de etileno o un polímero de propileno P2 caracterizado porque

- el catalizador a1 y a2 son diferentes y compatibles, y

(i) donde se utiliza un catalizador de cromo a1 como el catalizador para la producción de P1, el catalizador a2 para 1 la producción de P2 también será un catalizador de cromo;

(ii) si se utiliza un catalizador de Ziegler-Natta como el catalizador para la producción de P1, el catalizador para la producción de P2 también será un catalizador de Ziegler-Natta; y

(¡II) SI se utiliza un catalizador de metaloceno como el catalizador para la producción de P1, el catalizador para la producción de P2 también será un catalizador de metaloceno;

- el catalizador a1 y el catalizador a2 están ambos activos y presentes en el reactor durante al menos parte de la

transición T1 de P1 a P2; y

- la transición T1 se realiza de manera continua.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 en donde la rata de producción de polimerización ("R"), definida como la cantidad de polímero producido por unidad de tiempo (por ejemplo toneladas/hora), debe cumplir con la siguiente

ecuación

.55 x Rp, < Rt, < 1.45 x RP1

en donde Rpi es la rata de producción en estado de equilibrio del polímero P1 justo antes del ¡nielo de la transición T1, y Rti es la rata de producción del polímero durante la transición T1.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 2 en donde la rata de producción de polimerización debe cumplir con la 25 siguiente ecuación

.8 x RPI < RT] < 1.2 x Rpl

4. proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la presión parcial del monómero principal (etileno o propileno) (pMM) debe cumplir con la siguiente ecuación

.55 x pMM|,| < pMMTl < 1.45 x pMMp1

en donde pMMPi es la presión parcial del monómero principal justo antes del inicio de la transición T1, y pMMn es la presión parcial del monómero principal durante la transición T1.

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 4 en donde la presión parcial del monómero principal de la presente invención debe cumplir con la siguiente ecuación

.8 x pMMp, < pMMTl < 1.2 x pMMP)

6. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la transición T1 es operada en

la ausencia de inyección en el reactor de un destructor del catalizador.

7. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la actividad del catalizador de polimerización, que se define como la cantidad de polímero producido por unidad de tiempo y por la cantidad de catalizador (por ejemplo, g/hora/g cata), debe cumplir con las siguientes ecuaciones

pi

P2

en donde Api es la actividad del sistema catalizador a1 usado para la producción del polímero P1 justo antes del inicio de la transición T1 (es decir, en las operaciones en estado de equilibrio), AP2 es la actividad del sistema catalizador a2 usado para la producción del polímero P2 justo después del final de la transición T1 (es decir, en las operaciones en estado de equilibrio) y AT1 es la actividad del catalizador del sistema catalizador utilizado durante la transición.

8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7 en donde la actividad del catalizador de polimerización debe cumplir con las siguientes ecuaciones

9. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la presencia

comonómero es obligatoria y el comonómero A1 y el comonómero A2 son el mismo comonómero.

de un

1. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la masa del polímero presente en el reactor durante la transición es de al menos 75% de la masa de polímero justo antes del inicio de la transición (es decir, durante la producción de equilibrio del polímero), preferiblemente al menos 8%, más preferiblemente al

menos 9%, más preferiblemente al menos 95%.

11. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el monómero principal es etlleno o proplleno y el comonómero opcional se selecciona de alfa-olefinas que tienen de 2 a 12 átomos de carbono, por ejemplo de etileno, propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno y 1-octeno.

12. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el reactor es un reactor de 2 lecho fluidizado en fase gaseosa.