PROCESO QUE USA UN MODO DE CONDENSACION EN LECHOS FLUIDIZADOS, CON ENRIQUECIMIENTO EN FASE LIQUIDA E INYECCION EN EL LECHO.

Método de reciclar un fluido en un lecho fluidizado en un reactor de poliolefinas,

estando dicho lecho fluidizado situado por encima del medio de distribución para inyectar fluido en dicho lecho fluidizado, comprendiendo la extracción del fluido de forma continua o intermitente desde dicho lecho fluidizado, refrigerando dicho fluido así extraído, dividiendo dicho fluido mediante un elemento divisor y sin usar separadores, hidrociclones, eliminadores de nieblas, lavadores, medios para la recolección de material arrastrado, bombas, compresores o atomizadores en una corriente principal y una corriente dividida, teniendo dicha corriente dividida una relación de líquido a gas mayor que dicha corriente principal, inyectando dicha corriente principal a dicho lecho fluidizado en un nivel de inyección principal, e inyectando dicha corriente dividida procedente de dicho elemento divisor en dicho lecho fluidizado en un nivel de inyección secundario situado por encima de dicho nivel de inyección principal, siendo el elemento divisor un codo, una curva, una T u otro segmento de conducto con una parte de entrada (aguas arriba) y dos o más partes de salida (aguas abajo)

Proceso que usa un modo de condensación en lechos fluidizados, con enriquecimiento en fase líquida e inyección en el lecho.

Esta invención se refiere a reacciones exotérmicas en fase gas para hacer producto particulado en reactores de fluidizado. La invención se describe con respecto a la polimerización de olefinas pero no está limitada a la producción de productos poliméricos; es más, se puede practicar con respecto a cualquier reacción exotérmica que se lleve a cabo en un lecho fluidizado de gas con refrigeración externa. La invención relaciona preferentemente a las mejoras en el modo de condensación de funcionamiento en la que una parte del gas o fluido de fluidificación se retira del reactor, se refrigera para eliminar el calor de reacción, se condensa parcialmente, y se recicla de nuevo al reactor de lecho fluidizado. En la presente invención, el reciclado se lleva a cavo por división de la corriente de recirculación en por lo menos dos corrientes dirigidas a diferentes áreas del reactor.

El proceso de lecho fluidizado en fase gas para la polimerización permite una reducción en los requerimientos de energía y en la inversión de capital en comparación con los procesos más convencionales. Sin embargo, un factor limitante es la velocidad a la que se puede eliminar el calor procedente de una reacción exotérmica que ocurre dentro de un lecho fluidizado. Comúnmente el calor de reacción se elimina del lecho fluidizado por compresión y refrigeración de una corriente de recirculación externa al tanque del reactor. La corriente de recirculación circulada promueve la fluidización del lecho dentro del reactor. La velocidad del fluido dentro del reactor está limitada por la necesidad de evitar el excesivo arrastre de los sólidos en la corriente del gas de fluidificación a medida sale por el reciclado procedente del reactor. Por lo tanto es limitada la cantidad de fluido que se puede hacer circular y enfriar por unidad de tiempo para eliminar el calor exotérmico de la polimerización. A medida que se produce y se separa el producto de material de polímero del lecho fluidizado, se suministran los reactivos y el material de catalizador de forma continua a la corriente de recirculación o directamente a la zona de reacción del lecho fluidizado.

La cantidad de material de polímero producida de forma exotérmica en un volumen dado de lecho fluidizado se relaciona a la capacidad de eliminar el calor de la zona de reacción. Una adecuada eliminación de calor es crítica para mantener una temperatura uniforme dentro del lecho fluidizado y también para evitar la degradación del catalizador y la aglomeración del material de polímero. La temperatura en la zona de reacción se controla por debajo de la temperatura de fusión de las partículas de material de polímero. El punto de condensación de la corriente de recirculación es la temperatura a la que comienza a formarse un condensado líquido en la corriente de recirculación. Refrigerando la corriente de recirculación por debajo de la temperatura del punto de condensación y después inyectando la mezcla bifásica así formada en la zona de reacción, se dispone del calor de vaporización del líquido para consumir una parte del calor exotérmico de la polimerización. Este proceso se conoce como operación en "modo condensado" de un proceso de polimerización en fase gas. Tal como se describe por J. M. Jenkins et al., en los Documentos de Patente de los EE.UU. de números 4.543.399 y 4.588.790 y por M. L. DeChellis et al., en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 5.352.749, la operación en "modo condensado" permite un aumento en el rendimiento tiempo-espacio del sistema de reacción -esto es, un aumento en la cantidad del material de polímero producido por unidad de tiempo en un volumen dado de reactor de lecho fluidizado.

Por debajo de la zona de reacción del lecho fluidizado está una placa de rejilla de distribución del gas. Su función es proporcionar una distribución uniforme de la corriente de recirculación en la parte inferior del lecho. Por debajo de la placa de rejilla de distribución del gas se localiza una cámara de mezcla de cabezal inferior a donde se devuelve la corriente de recirculación después de ser comprimida y enfriada. Tal como se describe por S. J. Rhee et al., en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.933.149, se pueden diseñar y posicionar dispositivos deflectores de flujo dentro de la cámara de mezcla del cabezal inferior, pare evitar la excesiva acumulación de los sólidos arrastrados dentro de la cámara de mezcla del cabezal inferior al operar sin condensación parcial de la corriente de recirculación. Al operar en el "modo condensado", se puede usar una geometría de deflector tal como la descrita en la patente 149 para evitar la inundación por o excesiva espumación en la cámara de mezcla del cabezal inferior. Sin embargo, a medida que se aumenta el nivel de condensado para mejorar adicionalmente la eliminación de calor y el rendimiento espacio-tiempo, pueden existir cantidades excesivas de líquido en la cámara de mezcla de cabezal inferior. Esto puede dar lugar a la acumulación de líquido y a problemas de inestabilidad.

El proceso de descarga del lecho fluidizado descrito por Aronson en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.621.952 es un proceso semi-continuo intermitente que implica la transferencia, por diferencia de presión, del sólido y del gas a través de múltiples tanques. Siendo el proceso semi-continuo en naturaleza, la capacidad de eliminación del producto de una instalación dada se reduce por el periodo de tiempo de las etapas necesarias para completar el proceso. El proceso de descarga Aronson incluye los conductos de interconexión con las válvulas entre los tanques para permitir el venteo del gas y la igualación de la presión. El gas contiene las materias primas valiosas para el sistema de reacción de lecho fluidizado. El gas puede incluir monómeros sin reaccionar y comonómeros; también son comunes materiales inertes. Aronson describe que el proceso de descarga obtiene la transferencia deseada del material sólido mientras que minimiza las pérdidas de gas. Sin embargo, Aronson no controla al líquido en los depósitos de descarga del producto o inyecta fluido en un punto más alto que el de la retirada del producto.

Tal como se describe por Jenkins, et al., en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.543.399 y por Aronson en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 4.621.952 el producto de material de polímero se retira intermitentemente del lecho fluidizado de una elevación situada por encima de la placa de rejilla de distribución del gas. A mayores niveles de condensación parcial de la corriente de recirculación, aumenta la probabilidad de que puedan existir altos niveles no deseados de fase líquida en las partes más bajas del lecho fluidizado. Desafortunadamente durante un caso de descarga de producto, se puede sacar líquido del reactor junto con el material de polímero granular y los gases. Debido a la despresurización que ocurre durante la descarga del producto, el líquido se expande y se vaporiza, lo que puede causar la reducción de la temperatura y el aumento de la presión dentro del equipo de descarga. Esto puede reducir la eficacia de llenado del sistema de descarga, y la reducción en la eficacia de llenado a su vez reduce la capacidad de producción aumentando el tiempo para despresurizar, y aumenta el uso de la materia prima del proceso. Por consiguiente, ha sido difícil aumentar el contenido de líquido en la corriente de recirculación para mejorar la eficacia de la eliminación del calor de reacción.

En Chinh et al., en el Documento de Patente de los EE.UU. de número 5.804.677, los adjudicatarios de la patente afirman que describen la separación de un líquido de una corriente de recirculación; el líquido separado y recogido se inyecta en el lecho fluidizado por encima de la placa de distribución del gas. La presente invención también inyecta el líquido de recirculación por encima de la placa de distribución, pero el líquido de los solicitantes se maneja como una mezcla gas/líquido y como una fracción más o menos predeterminada de la corriente de recirculación, como una corriente dividida, que se divide simplemente y directamente en el conducto de recirculación. Debido a la forma de la separación de los solicitantes, se es capaz de mejorar la relación de líquido a gas en la corriente dividida en comparación con la corriente de recirculación retirada, y así, simplemente y directamente, sin equipo adicional o especial, se mejora la eficacia del intercambio de calor y se mejora el rendimiento espacio/tiempo...

1. Método de reciclar un fluido en un lecho fluidizado en un reactor de poliolefinas, estando dicho lecho fluidizado situado por encima del medio de distribución para inyectar fluido en dicho lecho fluidizado, comprendiendo la extracción del fluido de forma continua o intermitente desde dicho lecho fluidizado, refrigerando dicho fluido así extraído, dividiendo dicho fluido mediante un elemento divisor y sin usar separadores, hidrociclones, eliminadores de nieblas, lavadores, medios para la recolección de material arrastrado, bombas, compresores o atomizadores en una corriente principal y una corriente dividida, teniendo dicha corriente dividida una relación de líquido a gas mayor que dicha corriente principal, inyectando dicha corriente principal a dicho lecho fluidizado en un nivel de inyección principal, e inyectando dicha corriente dividida procedente de dicho elemento divisor en dicho lecho fluidizado en un nivel de inyección secundario situado por encima de dicho nivel de inyección principal, siendo el elemento divisor un codo, una curva, una T u otro segmento de conducto con una parte de entrada (aguas arriba) y dos o más partes de salida (aguas abajo).

2. El método de la Reivindicación 1 en donde dicho elemento divisor es un codo.

3. El método de la Reivindicación 1 en donde dicho nivel de inyección principal está al nivel de dicho medio de distribución y dicha corriente dividida se inyecta a través de un paso directo en dicho lecho fluidizado al menos a 30,48 cm (12 pulgadas) por encima de dicho medio de distribución.

4. El método de la Reivindicación 1 en donde dicha corriente dividida está enriquecida en líquido en al menos 10 por ciento sobre dicha corriente fluida.