REACTOR FINAL.

Dispositivo de reactor (25) para medios fluidos, especialmente para polímeros para la policondensación de poliésteres,

con un rotor que gira dentro de una carcasa de reactor (1) provista de una entrada y una salida (31, 32) y que está alojado horizontalmente a través de un dispositivo de alojamiento (4), mediante disposiciones de árboles cortos que se extienden más allá de las paredes frontales de la carcasa de reactor (1), estando dispuestos elementos filmógenos (8) anulares en el rotor y estando dispuestos rascadores entre los elementos filmógenos (8) anulares, en las superficies interiores de la carcasa de reactor, caracterizado porque el rotor cilíndrico presenta una sección que puede calentarse/refrigerarse al menos en parte, estando previstas, en la dirección de la salida (32), una sección calentable/refrigerable, y en la dirección de la entrada (31), una sección no calentada, estando configurada la sección no calentada del rotor cilíndrico como cerco perforado tipo cesto (6) y estando configurada la sección calentable/refrigerable como cerco cerrado (7)

Reactor final.

La invención se refiere a un dispositivo de reactor para medios fluidos, especialmente para polímeros para la policondensación de poliésteres, según el preámbulo de la reivindicación principal.

Por el documento DE4447422A1 se conoce un dispositivo de este tipo. Este dispositivo de reactor se compone de una carcasa de reactor que presenta una entrada y una salida, y de un rotor que gira dentro de ésta y que está alojado horizontalmente por medio de un dispositivo de alojamiento con juntas estancas al vacío, mediante disposiciones de árboles cortos que se extienden más allá de las paredes frontales de la carcasa del reactor, estando previstos en el rotor elementos transportadores anulares. El rotor se compone de un cilindro hueco provisto de calados (cerco perforado tipo cesto) sobre el que van fijados entonces los elementos anulares.

Los dispositivos de reactor del tipo arriba descrito se emplean especialmente para la policondensación de monómeros y/o prepolímeros viscosos. Sin embargo, se ha mostrado que con un dispositivo de reactor de este tipo no es posible fabricar productos polímeros altamente viscosos con medios sencillos y con un coste económico de la instalación y lograr al mismo tiempo una calidad mejorada de los productos finales en comparación con los sistemas conocidos.

Unos dispositivos similares se conocen también por los documentos WO2006/050799, EP0320586, US3563710 y WO94/20652.

Por lo tanto, partiendo de ello, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo de reactor para medios fluidos, especialmente para polímeros para la policondensación de poliésteres, con el que sea posible fabricar de una manera sencilla productos polímeros altamente viscosos con una excelente calidad y con un espectro de permanencia definido en el reactor realizando al mismo tiempo un elevado peso molecular. El reactor puede hacerse funcionar en la completa gama de presiones negativas y positivas y con temperaturas hasta 350ºC.

Según la invención, este objetivo se consigue mediante las propiedades caracterizadoras de la reivindicación principal en combinación con las características del preámbulo. Las reivindicaciones subordinadas representan variantes ventajosas.

Por lo tanto, según la invención está previsto que el rotor cilíndrico mismo presenta una sección que puede calentarse o refrigerarse al menos en parte. Mediante la realización de una sección del reactor cilíndrico, que puede calentarse o refrigerarse al menos en parte, se consigue que puedan elaborarse incluso productos polímeros altamente viscosos sin que se produzcan los llamados dead spots que podrían conducir a depósitos muy viscosos y altamente cristalinos que mermarían la calidad del producto final.

El calentamiento o la refrigeración del rotor pueden estar realizados de tal forma que el rotor está calentado o refrigerado completamente, o bien, de tal forma que el rotor está dividido en dos secciones, a saber, una sección no calentada y una sección calentable/refrigerable, dispuesta en el lado de salida. En este caso, la sección calentable/refrigerable está configurada de tal forma que cubre sustancialmente la zona de alta viscosidad, y de tal forma que la sección no calentada cubre la zona de baja viscosidad. Por tanto, según el polímero, entre uno y dos tercios del rotor dispuesto horizontalmente podrían estar formados por la sección calentada, dispuesta en el lado de salida.

En caso de estar previsto un rotor completamente calentado/refrigerado, resulta favorable que mediante medidas adecuadas se establezca una diferencia de temperatura correspondiente, partiendo de una baja temperatura en la entrada, es decir en la zona de baja viscosidad, hasta una temperatura más elevada en la zona de alta viscosidad en la salida.

El dispositivo de reactor está estructurado de tal forma que presenta una sección no calentada y una sección calentable/refrigerable situada en el lado de salida. La sección calentable/refrigerable se encuentra en la zona de alta viscosidad pudiendo ocupar entre uno y dos tercios del reactor horizontal total, referido a la extensión horizontal.

En el reactor según la invención, la sección no calentable está formada por un cerco perforado tipo cesto y la sección calentable/refrigerable está formada por un cerco cerrado. El cerco cerrado, previsto en la zona altamente viscosa está provisto preferentemente además con una calefacción que puede estar realizada como camisa doble para aceites portadores de calor o como calefacción eléctrica de radiación. La transición entre el cerco tipo cesto perforado y el cerco no perforado se realiza como cono largo que caracteriza la transición entre el modo con cárter de viscosidad mediana y el modo de alta viscosidad, prácticamente sin cárter.

El calentamiento/la refrigeración del cerco tipo cesto, con la elección de un portador líquido de calor, se realiza por el árbol de accionamiento mediante un paso que dentro de éste está envuelto por un aislamiento. Esto evita la transmisión no deseada de calor a los cojinetes y a las juntas del órgano agitador. El accionamiento mismo se realiza como reductor flotante con soporte del par de giro.

Según la invención, la relación entre el diámetro del cerco perforado y el diámetro de la cámara de reacción se sitúa entre 0,5 y 0,6 y la relación entre el cerco cerrado y la cámara de reacción es de 0,65 y 0,75. Asimismo, se ha mostrado que resulta ventajoso que la relación L/D (relación de longitud L respecto a relación de diámetro D) de la cámara de reacción sea de 1 a 3,5, preferentemente de 1,5 a 3,0, de forma especialmente preferible de 2,5 a 3.

Otra característica de la presente invención consiste en que los elementos filmógenos anulares están realizados como corona tubular, estando tendida entre la corona tubular y la superficie del rotor una estructura de tubos metálicos en forma de red de distintas geometrías. Se ha mostrado que, en contra de la experiencia actual, la estructura de los anillos que forman superficies no es una solución preferible en el caso de polímeros altamente viscosos de perfiles rectangulares y radios con orificios redondos o poligonales (por ejemplo, hexagonales). Más bien, resulta que las secciones transversales redondas (tubos) para la construcción portante favorecen la absorción de polímero y la formación de estrías y películas, dejando libres la construcción de tubos unos orificios triangulares y/o en forma de rombos, en los que se produce la distribución para la formación de películas. Los orificios pueden estar dispuestos en evolventes tubulares que realizan la unión con el cerco tipo cesto y que hacen que debido al movimiento rotatorio del cesto se produce siempre un aumento de la superficie de película. Esta disposición también ofrece la ventaja de que se produce un cizallamiento cuidadoso (corte por presión progresiva) en los rascadores, por lo que se reduce considerablemente el consumo de energía.

Asimismo, resulta ventajoso que, a diferencia de lo que ocurre en perfiles rectangulares, en los anillos de tubo no se forman superficies horizontales estacionarias, sobre las que pueda producirse una permanencia más larga del polímero, que provocaría empeoramientos de la calidad. En secciones transversales redondas, el polímero envuelve la sección transversal durante la formación de películas, de forma que entra en acción la gravitación en la masa. De esta manera, se produce un continuo intercambio de masa y una constante formación de películas de producto especialmente finas y estables que conducen a una rápida evaporación de reactantes muy líquidos o de disolventes.

Los elementos filmógenos tubulares están dispuestos sobre el rotor, perpendicularmente respecto al eje del recipiente.

De una manera conocida ya por el estado de la técnica, entre cada par de elementos filmógenos tubulares está previsto un rascador. Sin embargo, en el dispositivo de reactor según la invención resulta preferible que en la zona de la sección no calentada, es decir, en la zona del cerco perforado tipo cesto, estén previstos rascadores (estatores) y que en la zona de la sección calentable/refrigerable, es decir, en la zona del cerco cerrado, estén previstos los llamados rascadores transportadores y contra-rascadores. El objetivo de los rascadores/rascadores transportadores y contra-rascadores consiste en que la masa polímera extraída del cárter por la corona tubular se limita a éste, y al mismo tiempo se evita que se produzcan puentes cerrados de polímero en el espacio intermedio....

1. Dispositivo de reactor (25) para medios fluidos, especialmente para polímeros para la policondensación de poliésteres, con un rotor que gira dentro de una carcasa de reactor (1) provista de una entrada y una salida (31, 32) y que está alojado horizontalmente a través de un dispositivo de alojamiento (4), mediante disposiciones de árboles cortos que se extienden más allá de las paredes frontales de la carcasa de reactor (1), estando dispuestos elementos filmógenos (8) anulares en el rotor y estando dispuestos rascadores entre los elementos filmógenos (8) anulares, en las superficies interiores de la carcasa de reactor, caracterizado porque el rotor cilíndrico presenta una sección que puede calentarse/refrigerarse al menos en parte, estando previstas, en la dirección de la salida (32), una sección calentable/refrigerable, y en la dirección de la entrada (31), una sección no calentada, estando configurada la sección no calentada del rotor cilíndrico como cerco perforado tipo cesto (6) y estando configurada la sección calentable/refrigerable como cerco cerrado (7).

2. Dispositivo de reactor según la reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre el diámetro del cerco perforado y el diámetro de la cámara de reacción se sitúa entre 0,5 y 0,6 y la relación entre el cerco cerrado y la cámara de reacción se sitúa entre 0,65 y 0,75.

3. Dispositivo de reactor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la relación L/D (relación de longitud (L) respecto a la relación de diámetro (D)) de la cámara de reacción es de 1 a 3,5, preferentemente de 1,5 a 3,0, de forma especialmente preferible de 2,5 a 3.

4. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cerco cerrado (7) presenta una camisa doble (23) que se puede calentar/refrigerar.

5. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la transición del cerco perforado tipo cesto (6) al cerco cerrado (7) está realizado como cono (22).

6. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en lo que se refiere a la extensión horizontal, entre uno y dos tercios del rotor dispuesto horizontalmente están formados por la sección calentable/refrigerable, dispuesta en el lado de salida.

7. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque sólo en la sección no calentada están dispuestos los rascadores (11) y en la sección calentable/refrigerable están dispuestos los rascadores transportadores (13).

8. Dispositivo de reactor según la reivindicación 7, caracterizado porque los rascadores transportadores (13) están dispuestos de forma desplazada radialmente con respecto a los rascadores (11) dispuestos en la zona de la sección no calentada.

9. Dispositivo de reactor según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque en la zona de la sección calentable/refrigerable están previstos contra-rascadores (14) opuestos a los rascadores transportadores (13).

10. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque los rascadores transportadores (13) y/o los contra-rascadores (14) están configurados de forma triangular.

11. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los elementos filmógenos (8) anulares están formados por una corona tubular (28) y una estructura de tubos (12) metálicos en forma de red, tendida entre la corona tubular (28) y la superficie del rotor.

12. Dispositivo de reactor según la reivindicación 11, caracterizado porque la estructura metálica en forma de red forma unos orificios en forma de rombos y/o triangulares.

13. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la bomba de descarga (19) está dispuesta directamente en la carcasa (1) del reactor.

14. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la carcasa (1) del reactor presenta una doble camisa (2) calentable.

15. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque en el extremo del cerco cerrado (7), situado en el lado de salida, está dispuesto un elemento de desplazamiento (16) de la tapa fi-nal.

16. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque entre la tapa final (5) de la carcasa y el cerco tipo cesto (7) calentable/refrigerable está prevista una junta (21) constituida por láminas elásticas con enjuague de gas inerte.

17. Dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque para los gases reactivos (17) están previsto 1 ó 2 tubos de vahos (17) que mediante un cono están conectados con una relación de superficies de 2 a 3:1.

18. Dispositivo de reactor según la reivindicación 17, caracterizado porque los tubos de vahos (17) están dispuestos en un ángulo de 0 a 30º con respecto al eje vertical del recipiente.

19. Uso de un dispositivo de reactor según al menos una de las reivindicaciones 1 a 18 para la policondensación de polímeros, especialmente para poliésteres.

20. Uso según la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo se usa como reactor final.