Reactor de bucle que proporciona un avanzado control de la división de la producción.

Método para preparar polímero olefínico en al menos un reactor de bucle, comprendiendo dicho reactor de bucle

(a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior, (b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales,

conectados en comunicación operativa,

comprendiendo dicho reactor de bucle además

(d) una primera salida para extraer una 1ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 1ª

lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha primera salida situada de forma tal que la 1ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es la misma como o más alta que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, y

(e) una segunda salida para extraer una 2ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 2ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha segunda salida situada de forma tal que la 2ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es más baja que la concentración media de polímero en el reactor de bucle,

comprendiendo el método los pasos de

(I) aportar monómeros olefínicos, un sistema catalítico y opcionalmente comonómeros olefínicos al reactor de bucle para formar una lechada polimérica en el reactor de bucle, y

(II) controlar

(II1) la cantidad total de polímero extraído del reactor de bucle

y/o

(II2) la cantidad total de lechada polimérica extraída del reactor de bucle

y/o

(II3) la concentración de polímero dentro de la lechada polimérica total extraída del reactor de bucle ajustando la relación de la 1ª lechada polimérica extraída por la primera salida y la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11194305.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: IZD Tower Wagramerstrasse 17-19 1220 Vienna AUSTRIA.

Inventor/es: LESKINEN, PAULI, ALASTALO, KAUNO, NYFORS, KLAUS, HAKOLA,SAMELI.

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 B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos... > B01J19/24 (Reactores fijos sin elementos internos móviles (B01J 19/08, B01J 19/26 tienen prioridad; de partículas inmóviles B01J 8/02))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Procesos de polimerización > C08F2/14 (medio orgánico)

PDF original: ES-2462166_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Reactor de bucle que proporciona un avanzado control de la división de la producción [0001] La presente invención se refiere a un nuevo método para producir polímero olefínico en un reactor de bucle y/o en un sistema de reactores que comprende un reactor de bucle y a un nuevo sistema de reactores que comprende un reactor de bucle.

El reactor de bucle fue desarrollado en la década de los años 1950 y está siendo en la actualidad extensamente usado para la producción de polipropileno y otros polímeros olefínicos. En un reactor de bucle se polimerizan olefinas tales como etileno y/o propileno en presencia de un diluyente hidrocarbúrico en fase de lechada a elevada presión y temperatura. La lechada polimérica es entonces extraída del reactor de bucle y en el caso de un proceso de polimerización en cascada es conducida al siguiente recipiente de reacción tal como un reactor de fase gaseosa. Se han propuesto en la técnica varios enfoques para la continua extracción de lechada polimérica de tal reactor de bucle. En este contexto, es bien sabido que la situación de la salida en el reactor de bucle es decisiva para la cantidad de polímero que se encuentra en la lechada extraída. Por ejemplo, la EP 1415999 A1 da a conocer un proceso en el que la lechada es continuamente extraída del reactor de bucle y luego concentrada en un hidrociclón. El diluyente es dirigido de nuevo al interior del reactor de bucle. También la EP 891990 A2 da a conocer una continua extracción de lechada de un reactor de bucle, en donde la lechada es extraída en un punto en el que la concentración de sólidos es más alta que la concentración media de sólidos dentro del reactor.

Sin embargo, mientras que en muchos casos se prefiere situar dicha salida de forma tal que la lechada extraída tenga una concentración de polímero más alta que la concentración media de polímero en la lechada dentro del reactor, hay que señalar que tal extracción de lechada polimérica puede ser desventajosa en algunos casos. Por ejemplo, durante la fase de puesta en marcha es difícil y consume gran cantidad de tiempo incrementar la concentración de polímero dentro de la lechada del reactor hasta el nivel deseado si la lechada extraída tiene una concentración de sólidos más alta que la de la lechada que está dentro del reactor. Además, cuando el reactor de bucle es una parte de una cascada de reactores, la productividad del catalizador dentro del reactor de bucle puede verse menoscabada sino es lo suficientemente prolongado el tiempo de permanencia del polímero olefínico. Además de ello, cuando se requiere un preciso control de la división entre reactores, esto se logra convenientemente cuando se mantiene a un nivel constante la concentración de polímero en la lechada que está dentro del reactor de bucle.

En vista de lo expuesto anteriormente, sigue siendo de interés para el experto en la materia mejorar el proceso de polimerización de olefinas. Sería especialmente deseable permitir el fácil y efectivo ajuste del contenido de polímero en la lechada polimérica durante la fase de comienzo de un proceso de polimerización y la siguiente reacción de polimerización y el efectivo control del tiempo de permanencia de un polímero olefínico en el reactor de bucle.

El descubrimiento de la presente invención es el de que el reactor de bucle debe comprender una combinación de dos salidas, es decir, una primera y una segunda salida, y, además, el de que la primera salida debe estar situada de forma tal que sea extraída una lechada polimérica que tenga una concentración de polímero que sea la misma como o más alta que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, y la segunda salida debe estar situada de forma tal que sea extraída una lechada polimérica que tenga una concentración de polímero que sea más baja que la concentración media de polímero en el reactor de bucle.

En consecuencia, la presente invención está dirigida en un primer aspecto a un método para preparar polímero olefínico en al menos un reactor de bucle, comprendiendo dicho reactor de bucle

(a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior,

(b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, comprendiendo dicho reactor de bucle además

(d) una primera salida para extraer una 1ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 1ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha primera salida situada de forma tal que la 1ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es la misma como o más alta que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, y

(e) una segunda salida para extraer una 2ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 2ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha segunda salida situada de forma tal que la 2ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es más baja que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, comprendiendo el método los pasos de

(I) aportar monómeros olefínicos, un sistema catalítico y opcionalmente comonómeros olefínicos al reactor de bucle para formar una lechada polimérica en el reactor de bucle,

(II) controlar (II1) la cantidad total de polímero extraído del reactor de bucle

EP EP2607385

y/o (II2) la cantidad total de lechada polimérica extraída del reactor de bucle y/o (II3) la concentración de polímero dentro de la lechada polimérica total extraída del reactor de bucle ajustando la relación de la 1ª lechada polimérica extraída por la primera salida y la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida, y

(III) opcionalmente transferir la lechada polimérica total extraída a un segundo reactor, es decir, a un reactor de fase gaseosa.

El método es en particular realizable en un reactor de bucle que comprende

(a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior,

(b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, comprendiendo dicho reactor de bucle además una primera salida y una segunda salida adecuadas para extraer lechada polimérica, en donde la primera salida está situada en la periferia exterior del segmento horizontal inferior o de la curva inferior del reactor de bucle y la segunda salida está situada en

(I) la periferia interior del segmento horizontal inferior del reactor de bucle o la periferia interior de la curva inferior del reactor de bucle, y/o

(II) la periferia interior del segmento horizontal superior del reactor de bucle o la periferia interior de la curva superior del reactor de bucle.

En consecuencia, en una realización el método es llevado a cabo en al menos un reactor de bucle, comprendiendo dicho reactor de bucle

(a) un segmento horizontal inferior

(b) dos curvas inferiores,

(c) un segmento horizontal superior,

(d) dos curvas superiores, y

(e) dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, en donde las dos curvas inferiores unen el segmento horizontal inferior con los dos segmentos verticales y las dos curvas superiores unen el segmento horizontal superior con los dos segmentos verticales, dicho reactor de bucle comprende además una primera salida y una segunda salida adecuadas para extraer lechada polimérica, en donde la primera salida está situada en la periferia exterior del segmento horizontal inferior o está situada en la periferia exterior... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para preparar polímero olefínico en al menos un reactor de bucle, comprendiendo dicho reactor de bucle (a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior, 5 (b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, comprendiendo dicho reactor de bucle además

(d) una primera salida para extraer una 1ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 1ª

lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha primera salida situada de forma tal que la 1ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es la misma como o más alta que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, y

(e) una segunda salida para extraer una 2ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 2ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha segunda salida situada de forma tal que la 2ª

lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es más baja que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, comprendiendo el método los pasos de (I) aportar monómeros olefínicos, un sistema catalítico y opcionalmente comonómeros olefínicos al reactor de bucle para formar una lechada polimérica en el reactor de bucle, y

(II) controlar (II1) la cantidad total de polímero extraído del reactor de bucle y/o (II2) la cantidad total de lechada polimérica extraída del reactor de bucle y/o (II3) la concentración de polímero dentro de la lechada polimérica total extraída del reactor de bucle ajustando la relación de la 1ª lechada polimérica extraída por la primera salida y la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida.

2. Método según la reivindicación 1, en donde (a) la 1ª lechada polimérica y la 2ª lechada polimérica son extraídas por la primera salida y por la segunda salida, respectivamente, y son transferidas directamente, es decir sin evaporación súbita, al segundo reactor, y/o (b) la 1ª lechada polimérica y la 2ª lechada polimérica son combinadas y son a continuación transferidas al

segundo reactor. 35

3. Método según la reivindicación 1 o 2, en donde en el segundo reactor, que es preferiblemente un reactor de fase gaseosa, se produce un polímero que es distinto del polímero producido en el reactor de bucle y la división de la producción entre el reactor de bucle y el segundo reactor, es decir, la relación en peso del polímero producido en el reactor de bucle y del polímero producido en el segundo reactor, es de 75:25 a 40:60.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la concentración media de polímero en la lechada polimérica dentro del reactor de bucle es de entre un 15% en peso y un 55% en peso, preferiblemente de entre un 20% en peso y un 55% en peso, y con la máxima preferencia de entre un 25% en peso y un 52% en peso, sobre la base del peso total de la lechada polimérica en el reactor de bucle.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde en caso de efectuarse un control es extraído por la primera salida entre un 65% en peso y un 95% en peso, sobre la base del peso de la lechada polimérica total extraída, de la 1ª lechada polimérica, y es extraído por la segunda salida entre un 5% en peso y un 35% en peso, sobre la base del peso total de la lechada polimérica extraída total, de la 2ª lechada polimérica.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida tiene una cantidad de polímero de (a) más de un 0, 1% en peso y más preferiblemente de al menos un 0, 5% en peso, sobre la base del peso total

de la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida, 55 y/o (b) un 10% en peso como máximo y más preferiblemente un 5% en peso como máximo, sobre la base del peso total de la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la relación de la 1ª lechada polimérica 60 extraída por la primera salida y la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida [PS-O1/PS-O2] es de al menos 1, 8, y preferiblemente de al menos 2, 5, en donde “PS-O1” es la cantidad [indicada en porcentaje en peso] de 1ª lechada polimérica extraída por la primera salida, y “PS-O2” es la cantidad [indicada en porcentaje en peso] de 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde (a) la 1ª lechada polimérica es extraída intermitente o continuamente por la primera salida y/o 5 (b) la 2ª lechada polimérica es extraída intermitente o continuamente por la segunda salida.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera salida está situada en la periferia exterior del reactor de bucle y/o la segunda salida está situada en la periferia interior del reactor de bucle.

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el reactor de bucle comprende

(a) un segmento horizontal inferior,

(b) dos curvas inferiores,

(c) un segmento horizontal superior, 15 (d) dos curvas superiores, y

(e) dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, en donde las dos curvas inferiores unen el segmento horizontal inferior con los dos segmentos verticales y las dos curvas superiores unen el segmento horizontal superior con los dos segmentos verticales, la primera salida está situada en la periferia exterior del segmento horizontal inferior o de una de las dos curvas inferiores del reactor de bucle, y preferiblemente la primera salida está situada en la periferia exterior del segmento horizontal inferior, y la segunda salida está situada en (I) la periferia interior del segmento horizontal inferior del reactor de bucle o la periferia interior de una de las dos curvas inferiores del reactor de bucle, y preferiblemente en la periferia interior de una de las dos curvas inferiores del reactor de bucle,

y/o (Ii) la periferia interior del segmento horizontal superior del reactor de bucle o la periferia interior de una de las dos curvas superiores del reactor de bucle.

11. Método según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 a 9, en donde el reactor de bucle comprende 30 (a) una curva inferior,

(b) una curva superior, y

(c) dos segmentos verticales conectados en comunicación operativa, en donde la curva inferior y la curva superior unen a los dos segmentos verticales, la primera salida está situada en la periferia exterior de la curva inferior del reactor de bucle, y

la segunda salida está situada en

(I) la periferia interior de la curva inferior del reactor de bucle, y/o

(II) la periferia interior de la curva superior del reactor de bucle.

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde

(a) la primera salida y la segunda salida están conectadas con el segundo reactor a través de tuberías independientes y/o

(b) la tubería de la primera salida y la tubería de la segunda salida están conectadas entre sí en un punto de

conexión situado corriente arriba con respecto al segundo reactor y una tubería adicional conduce desde dicho punto de conexión hasta el segundo reactor.

13. Sistema de reactores de polimerización que comprende una pluralidad de recipientes reactores de polimerización para preparar polímeros olefínicos, comprendiendo dicho sistema de reactores de polimerización 50 en cascada al menos un reactor de bucle y al menos un adicional reactor que es preferiblemente un reactor de fase gaseosa, en donde dicho reactor de bucle comprende

(a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior,

(b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, dicho reactor de bucle comprende además una primera salida y una segunda salida que son adecuadas para extraer lechada polimérica, dicha primera salida y dicha segunda salida están conectadas con el segundo reactor a través de una tubería, en 60 donde además la primera salida está situada en la periferia exterior del segmento horizontal inferior o de la curva inferior del reactor de bucle y la segunda salida está situada en (I) la periferia interior del segmento horizontal inferior del reactor de bucle o la periferia interior de la curva inferior del reactor de bucle, y/o (II) la periferia interior del segmento horizontal superior del reactor de bucle o la periferia interior de la curva 5 superior del reactor de bucle.

14. Sistema de reactores de polimerización según la reivindicación 13, en donde la tubería de la primera salida y la tubería de la segunda salida están conectadas entre sí en un punto de conexión situado corriente arriba con respecto al segundo reactor y una tubería adicional conduce desde dicho punto de conexión hasta el segundo reactor.

15. Método para controlar el tiempo medio de permanencia de un polímero olefínico formado en un reactor de bucle y/o en un reactor de bucle de un sistema de reactores de polimerización, comprendiendo dicho reactor de bucle (a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior, 15 (b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales, conectados en comunicación operativa, comprendiendo dicho reactor de bucle además

(d) una primera salida para extraer una 1ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 1ª

lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha primera salida situada de forma tal que la 1ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es la misma como o más alta que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, y

(e) una segunda salida para extraer una 2ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendido dicha 2ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha salida situada de forma tal que la 2ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es más baja que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, comprendiendo el método los pasos de (I) aportar monómeros olefínicos, un sistema catalítico y opcionalmente comonómeros olefínicos al reactor de bucle para así formar una lechada polimérica en el reactor de bucle, y

(II) controlar (II1) la cantidad total de polímero extraída del reactor de bucle y/o (II2) la cantidad total de lechada polimérica extraída del reactor de bucle y/o (II3) la concentración de polímero dentro de la lechada polimérica total extraída del reactor de bucle ajustando la relación de la 1ª lechada polimérica extraída por la primera salida a la 2ª lechada polimérica extraída por la segunda salida.

16. Uso de la segunda salida situada en un reactor de bucle y/o en un sistema de reactores de polimerización que 40 comprende un reactor de bucle y un segundo reactor para controlar

(1) la cantidad total de polímero extraída del reactor de bucle y/o

(2) la cantidad total de lechada polimérica extraída del reactor de bucle y/o

(3) la concentración de polímero dentro de la lechada polimérica total extraída del reactor de bucle

ajustando la extracción de fase fluida o 2ª lechada polimérica por la segunda salida y opcionalmente 45 transfiriéndola al segundo reactor, comprendiendo dicho reactor de bucle

(a) al menos un segmento horizontal inferior y/o al menos una curva inferior,

(b) al menos un segmento horizontal superior y/o al menos una curva superior, y

(c) al menos dos segmentos verticales,

conectados en comunicación operativa, 50 comprendiendo dicho reactor de bucle además (d) una primera salida para extraer una 1ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendiendo dicha 1ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha primera salida situada de forma tal que la 1ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es la misma como o más alta que la concentración media de polímero en el reactor de bucle, y

(e) una segunda salida para extraer una 2ª lechada polimérica del reactor de bucle, comprendido dicha 2ª lechada polimérica polímero olefínico y fase fluida; estando dicha segunda salida situada de forma tal que la 2ª lechada polimérica extraída tiene una concentración de polímero que es más baja que la concentración media de polímero en el reactor de bucle.