Reactor tubular inclinado con bandejas secuenciales espaciadas.

Un procedimiento que comprende:

la introducción de material de alimentación para la policondensación en un reactor de policondensación

(10), a través de un orificio de alimentación (22) próximo a la parte superior del reactor de policondensación, en la que el material de alimentación para la policondensación comprende PET y forma un medio de reacción en dicho reactor, el sometimiento del medio de reacción a una reacción química en el reactor de policondensación (10), que comprende un elemento tubular alargado e inclinado hacia abajo (16) y una pluralidad de bandejas espaciadas (14ae) dispuestas en dicho elemento tubular a diferentes alturas, en el que las bandejas espaciadas tienen una pluralidad de aberturas (30a-e) a través de las cuales fluye al menos una parte del medio de reacción (38), en el que dicho elemento tubular tiene forma alargada a lo largo de un eje central de elongación que está orientado en un ángulo con dirección descendente en el intervalo de 5 a 75 grados por debajo de la horizontal, en el que cada una de dichas bandejas presenta una superficie orientada hacia arriba (28a-e) inclinada a menos de 25 grados, sobre la cual fluye al menos una parte de dicho medio de reacción y forma un producto de policondensación a medida que el medio de reacción desciende por el reactor de policondensación por gravedad, y la extracción del producto de policondensación desde un orificio de salida del producto (24) próximo a la parte inferior del reactor de policondensación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/008346.

Solicitante: Grupo Petrotemex, S.A. de C.V.

Inventor/es: EKART, MICHAEL, PAUL, WINDES, LARRY, CATES, DEBRUIN,BRUCE,ROGER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G63/78 (Procedimientos de preparación)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS,... > B01J19/00 (Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos en general (tratamiento físico de las fibras, hilos, hilados, tejidos, plumas o artículos fibrosos hechos de estas materias, ver los lugares apropiados para dicho tratamiento, p. ej. D06M 10/00 ); Aparatos apropiados (accesorios, cargas o rejillas especialmente adaptadas para el tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla C02F 3/10; placas o rejillas de chapoteo especialmente adaptadas para los enfriadores por chorreo F28F 25/08))
  • 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))

PDF original: ES-2483901_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Reactor tubular inclinado con bandejas secuenciales espaciadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente Invención se refiere a reactores para procesar medios de reacción que contienen líquidos. En otro 1 aspecto, la Invención se centra en los reactores de pollcondensaclón empleados para la producción de pollésteres en fase fundida.

2. Descripción de la técnica anterior

La polimerización en fase fundida se puede utilizar para producir diversos pollésteres tales como, por ejemplo, tereftalato de polietileno (PET). El PET se usa de manera generalizada en recipientes para diversos productos, entre ellos bebidas o comida, así como en fibras sintéticas y resinas. Los avances logrados en la tecnología de dichos procedimientos, junto con el crecimiento de la demanda han aumentado la competencia en el mercado de la producción y venta de PET. Por tanto, resulta deseable obtener un procedimiento para producir PET a bajo coste y 2 con una alta eficiencia.

Por lo general, las plantas en las que se produce polléster en fase fundida, Incluidas las que se usan para fabricar PET, emplean una etapa de esterlflcaclón y una etapa de pollcondensaclón. En la etapa de esterificación, las materias primas para la producción de polímeros (es decir, los reactivos) se convierten en monómeros y/u 25 oligómeros de poliéster. En la etapa de policondensación, los monómeros de polléster generados en la etapa de esterificación se convierten en un producto polimérico con la longitud media de cadena final que se desee obtener.

En muchas plantas convencionales de producción de poliéster en fase fundida, la esterificación y la policondensación se llevan a cabo en uno o más reactores con agitación mecánica, como, por ejemplo, reactores de 3 tanque con agitación continua (CSTR). No obstante, los CSTR y otros reactores con agitación mecánica tienen varios inconvenientes que pueden dar lugar a un aumento en los costes de inversión, de explotación y de mantenimiento para el conjunto de la planta de producción de poliéster. Por ejemplo, los agitadores mecánicos y diversos equipos de control que se suelen utilizar con los CSTR son complejos, caros y pueden requerir un mantenimiento exhaustivo.

El documento US 317483A hace referencia a aparatos útiles en la policondensación continua de ésteres diólicos de ácido tereftálico. El documento US442431A hace referencia a un procedimiento continuo y un dispositivo para la fabricación de un polímero de cloruro de vinilo en suspensión acuosa. El documento DE 19525579C1 hace referencia a un autoclave para la producción de plásticos. El documento US468345A hace referencia a la 4 producción continua de poliésteres elásticos. El documento US3841836A hace referencia a un aparato para la producción de polímeros de condensación. El documento GB22194A hace referencia a un reactor de polimerización. El documento W95/29752A hace referencia a unas bandejas de reactor de flujo dividido para reactores de policondensación con etapas dispuestas verticalmente. El documento JP7313865A hace referencia a un procedimiento de reacción catalítica de película fina descendente y a un equipo para llevarlo a cabo. El 45 documento US24/687 hace referencia a un procedimiento para la producción de compuestos fácilmente pollmerlzables. El documento W99/39815A hace referencia a reactores químicos de vapor-líquido predominantemente llenos de de líquido. El documento US458856A hace referencia a un reactor hidroprocesador para el desparafinado catalítico de materias primas líquidas de petróleo.

Por lo tanto, existe la necesidad de disponer de un proceso de producción de poliéster de alta eficiencia que minimice los costes de inversión, explotación y mantenimiento, al tiempo que se mantiene o se mejora la calidad del producto.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En una forma de realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento que comprende el sometimiento de un medio de reacción a una reacción química en un reactor que comprende un elemento tubular alargado con una inclinación descendente y una pluralidad de bandejas espaciadas y dispuestas en el elemento tubular. El elemento tubular presenta una forma alargada a lo largo de un eje central de elongación que está

orientado en un ángulo con dirección descendente en un intervalo de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 75 grados por debajo de la horizontal. Cada una de las bandejas presenta una superficie orientada hacia arriba sobre la cual fluye al menos una parte del medio de reacción a medida que el medio de reacción fluye a través del reactor.

En otra forma de realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento para la producción de tereftalato de polietileno (PET), y dicho procedimiento comprende: (a) la introducción del material de alimentación para la policondensación en un reactor de policondensación, en el que el material de alimentación para la policondensación constituye un medio de reacción predominantemente líquido en el reactor, en el que el material de 1 alimentación para la policondensación comprende PET con una longitud media de cadena en el intervalo de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 1; (b) el sometimiento del medio de reacción a la policondensación en el reactor, en el que el reactor comprende un tubo inclinado hacia abajo y sustancialmente recto y al menos cuatro bandejas espaciadas y dispuestas a diferentes alturas dentro del tubo, y dicho tubo presenta una inclinación en dirección descendente en un ángulo de entre aproximadamente 1 grados y aproximadamente 6 grados por debajo 15 de la horizontal, en el que el medio de reacción fluye principalmente por gravedad a través del reactor, en el que cada una de las bandejas presenta una superficie orientada hacia arriba por la que pasa al menos una parte del medio de reacción a medida que el medio de reacción fluye a través del reactor; y (c) la obtención de un producto de policondensación predominantemente líquido recogido del reactor, en la que el producto de la policondensación comprende PET con una longitud media de cadena al menos 1 unidades más larga que la longitud media de 2 cadena del PET presente en el material de alimentación de la policondensación.

En otra forma más de realización de la presente invención, se proporciona un reactor que comprende un elemento tubular inclinado hacia abajo y una pluralidad de bandejas espaciadas y dispuestas a diferentes alturas en el elemento tubular. El elemento tubular tiene una forma alargada a lo largo de un eje central de elongación que está 25 orientado en un ángulo descendente en un intervalo de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 75 grados por debajo de la horizontal. Cada una de las bandejas presenta una pluralidad de aberturas y una superficie orientada hacia arriba que tiene una inclinación menor de aproximadamente 25 grados con respecto a la horizontal.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describen detalladamente ciertas formas de realización de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la flg 1 es una vista cenital recortada de un reactor tubular Inclinado configurado de acuerdo con una forma de 35 realización de la presente Invención y adecuado para su uso como reactor de policondensación en una planta de producción de polléster en fase fundida; y

la flg. 2 es una vista lateral en sección parcial del reactor tubular Inclinado tomada a lo largo de la línea 2-2 de la flg. 1, que ¡lustra particularmente la manera en la que un medio de reacción pasa por encima y a través de la serie de 4 bandejas Internas espaciadas a medida que avanza hacia abajo a través del reactor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Las... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento que comprende:

la introducción de material de alimentación para la policondensación en un reactor de policondensación (1), a través de un orificio de alimentación (22) próximo a la parte superior del reactor de policondensación, en la que el material de alimentación para la policondensación comprende PET y forma un medio de reacción en dicho reactor,

el sometimiento del medio de reacción a una reacción química en el reactor de policondensación (1), que 1 comprende un elemento tubular alargado e inclinado hacia abajo (16) y una pluralidad de bandejas espaciadas (14a- e) dispuestas en dicho elemento tubular a diferentes alturas, en el que las bandejas espaciadas tienen una pluralidad de aberturas (3a-e) a través de las cuales fluye al menos una parte del medio de reacción (38), en el que dicho elemento tubular tiene forma alargada a lo largo de un eje central de elongación que está orientado en un ángulo con dirección descendente en el intervalo de 5 a 75 grados por debajo de la horizontal, en el que cada una 15 de dichas bandejas presenta una superficie orientada hacia arriba (28a-e) inclinada a menos de 25 grados, sobre la cual fluye al menos una parte de dicho medio de reacción y forma un producto de policondensación a medida que el medio de reacción desciende por el reactor de policondensación por gravedad, y

la extracción del producto de policondensación desde un orificio de salida del producto (24) próximo a la parte 2 inferior del reactor de policondensación.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicho elemento tubular es un tubo, en el que dicha pluralidad de bandejas comprende al menos cuatro bandejas espaciadas y dispuestas a diferentes alturas en dicho tubo, en el que dicho ángulo en dirección descendente es de 1 a 6 grados por debajo de la horizontal, en el que

dicho medio de reacción fluye principalmente por gravedad a través de dicho reactor, en el que cada una de dichas bandejas presenta una superficie orientada hacia arriba sobre la cual fluye al menos una parte de dicho medio de reacción a medida que dicho medio de reacción fluye a través de dicho reactor, en el que dicha superficie orientada hacia arriba tiene una inclinación inferior a 1 grados con respecto a la horizontal, en el que cada una de dichas bandejas define una pluralidad de aberturas a través de las cuales pasa al menos una parte de dicho medio de 3 reacción a medida que dicho medio de reacción fluye a través de dicho reactor.

3. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que dicho medio de reacción comprende un material de alimentación para la policondensación, en el que dicho material de alimentación para la policondensación comprende PET con una longitud media de cadena dentro del Intervalo entre 5 y 5 unidades.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho elemento tubular tiene una relación longitud/diámetro (LD) dentro del intervalo entre 2:1 y 5:1 y en el que L está dentro del intervalo entre 3 y 61 m (de 1 a 2 pies) y D está dentro del intervalo entre ,3 y 6,1 m (de uno a 2 pies).

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que cada una de dichas bandejas

tiene un porcentaje de apertura dentro del intervalo entre el 5 y el 8 por ciento.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho reactor comprende un número de dichas bandejas dentro de un intervalo entre 2 y 5.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que además comprende la extracción de al menos una parte del subproducto en forma de vapor de dicho reactor a través de un orificio de salida de vapor (26) situado en un punto próximo a la parte superior y/o la parte inferior de dicho reactor.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la longitud media de cadena de

dicho medio de reacción experimenta un incremento de al menos 1 unidades en dicho reactor.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en el que dicho material de alimentación para la policondensación se mantiene a una temperatura dentro del Intervalo entre 22 y 35°C, en el que la presión

en el espacio de vapor de dicho reactor se mantiene dentro de un intervalo entre y 3999,6 Pa (de a 3 torr).

1. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, en el que dicho PET del material de alimentación para la policondensación es un copolímero de PET que comprende al menos un 9 por ciento en moles de unidades de repetición de tereftalato de etileno y hasta un 1 por ciento de unidades de repetición

comonoméricas añadidas.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dichas unidades de repetición comonoméricas añadidas se obtienen a partir de un comonómero seleccionado entre el grupo formado por: ácido isoftálico, ácido

2,6-naftalenodicarboxílico, 1,4-ciclohexanodimetanol, dietilenglicol, y combinaciones de dos o más de estos compuestos.

12. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 11, que además comprende la obtención de un producto de policondensación predominantemente líquido en dicho reactor, en el que dicho producto de

policondensación comprende PET con una longitud media de cadena que es al menos 1 unidades más larga que la longitud media de cadena del PET presente en dicho material de alimentación para la policondensación.

13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 12, en el que dicho medio de reacción forma dicho producto en dicho reactor, y en el que la viscosidad intrínseca (V. I.) de dicho producto se encuentra en

el intervalo entre ,3 y 1,2 dl/g.

14. Un reactor (1) que comprende: un orificio de alimentación (22), un elemento tubular inclinado hacia abajo (16) y una pluralidad de bandejas espaciadas (14a-e) dispuestas a diferentes alturas en el dicho elemento tubular, en el que dicho elemento tubular tiene forma alargada a lo largo de un eje central de elongación que está

orientado en un ángulo con dirección descendente dentro de un intervalo entre 5 y 75 grados por debajo de la horizontal, en el que cada una de dichas bandejas tiene una pluralidad de aberturas (3a-e) y presenta una superficie orientada hacia arriba, en el que dicha superficie orientada hacia arriba tiene una inclinación inferior a 25 grados con respecto a la horizontal, y un orificio de salida del producto (24) próximo al a la parte inferior del reactor.