PROCEDIMIENTO PARA ESTERIFICACIÓN QUE COMPRENDE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR.

Procedimiento para esterificación que comprende un intercambiador de calor ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la invención La presente invención se refiere en general a un sistema para producir poliésteres en fase fundida. En otro aspecto, 10 la invención se refiere a un sistema de esterificación para su uso en una instalación de poliésteres capaz de producir un producto de poliéster de baja impureza. 2. Descripción de la técnica anterior 15 La polimerización en fase fundida puede usarse para producir una diversidad de poliésteres, como, por ejemplo, politereftalato de etileno (PET). El PET se usa ampliamente en envases de bebida, comida y otros, así como en fibras sintéticas y resinas. Los avances en la tecnología de procedimientos unidos a la demanda creciente han conducido a un mercado cada vez más competitivo para la producción y venta de PET. Por tanto, es deseable un procedimiento de bajo coste y alta eficacia para producir PET. En general, las instalaciones de producción de poliésteres en fase fundida, incluyendo las usadas para fabricar PET, emplean una fase de esterificación y una fase de policondensación. En la fase de esterificación, los materiales de poliéster en bruto (es decir, los reactivos) se convierten en monómeros y/u oligómeros de poliéster. En la fase de policondensación, los monómeros y/u oligómeros de poliéster que salen de la fase de esterificación se convierten en 25 un producto de poliéster que tiene la longitud de cadena final deseada.   En las instalaciones de producción de poliésteres en fase fundida más convencionales, la esterificación se efectúa en uno o más reactores agitados mecánicamente, como, por ejemplo, reactores continuos de tanque agitado (CSTR). Sin embargo, los CSTR y otros reactores agitados mecánicamente tienen una serie de inconvenientes que pueden dar como resultado un aumento de los costes de capital, operativos y/o de mantenimiento para la instalación global de producción de poliésteres. Por ejemplo, los agitadores mecánicos y diversos equipos de control asociados normalmente con los CSTR son complejos, caros y pueden requerir un mantenimiento extenso. Además, los CSTR convencionales emplean frecuentemente tubos de intercambio de calor interno que ocupan una parte del volumen interno del reactor. Con el fin de compensar la pérdida de volumen eficaz del reactor, los CSTR con tubos de intercambiador de calor interno requieren un volumen global mayor, que aumenta los costes de capital. Además, los serpentines de intercambio de calor interno asociados normalmente a los CSTR pueden interferir de forma no deseable con los patrones de flujo del medio de reacción dentro del recipiente, lo que da como resultado un aumento de los niveles de impureza y una pérdida global de conversión. Para aumentar la conversión del producto, muchas instalaciones de producción de poliésteres convencionales han empleado múltiples CSTR con funcionamiento en serie, que aumentan aún más los costes de capital y operativos. RESUMEN DE LA INVENCIÓN En una forma de realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento de esterificación que 45 comprende: (a) calentar un medio de reacción en un intercambiador de calor para producir con ello un flujo de producto calentado, en el que la esterificación se efectúa en el intercambiador de calor; (b) retirar al menos una parte del flujo de producto calentado a través de una salida de intercambiador del intercambiador de calor; (c) introducir al menos una parte del flujo de producto calentado en un recipiente de desacoplamiento a través de una entrada de fluido; (d) separar al menos una parte del flujo de producto calentado introducido en el recipiente de 50 desacoplamiento en una fracción predominantemente líquida y una fracción predominantemente de vapor; (e) retirar al menos una parte de la fracción predominantemente líquida del recipiente de desacoplamiento a través de una salida de producto líquido para formar un flujo predominantemente líquido; y (f) recircular al menos una parte del flujo predominantemente líquido a una entrada de intercambiador del intercambiador de calor a través de un bucle de recirculación, en el que el bucle de recirculación comprende una bomba para transportar al menos una parte del 55 flujo predominantemente líquido a través del bucle de recirculación, en el que la bomba define un orificio de aspiración situado a una elevación menor que la salida de producto líquido, en el que la salida de producto líquido está separada del orificio de aspiración de la bomba por una primera distancia vertical (Y1), en el que la salida de intercambiador está separada del orificio de aspiración de la bomba por una segunda distancia vertical (Y2), en el que la proporción entre la segunda distancia vertical y la primera distancia vertical (Y2:Y1) es mayor que 0,25. En otra forma de realización de la presente invención, se proporciona un aparato que comprende un intercambiador de calor, un recipiente de desacoplamiento y un bucle de recirculación. El intercambiador de calor define una entrada de intercambiador y una salida de intercambiador. El recipiente de desacoplamiento define una entrada de fluido y una salida de producto líquido y la entrada de fluido está en comunicación de flujo de fluido con la salida de 2 intercambiador. El bucle de recirculación proporciona comunicación de flujo de fluido entre la salida de producto líquido y la entrada de intercambiador. El bucle de recirculación comprende una bomba que define un orificio de aspiración y un orificio de evacuación. El orificio de aspiración de la bomba está separado de la salida de producto líquido del recipiente de desacoplamiento por una primera distancia (Y1) y está separado de la salida de intercambiador por una segunda distancia vertical (Y2). La proporción entre la segunda distancia vertical y la primera distancia vertical (Y2:Y1) es mayor que 0,25. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 10 A continuación se describen en detalle algunas formas de realización de la presente invención con referencia a la figura adjunta, en la que:   la fig. 1 es una representación esquemática de un sistema de esterificación configurado de acuerdo con una forma de realización de la presente invención y adecuado para su uso en una instalación de producción de poliésteres en fase fundida. DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención puede emplearse en instalaciones de producción de poliésteres en fase fundida capaces de producir una diversidad de poliésteres a partir de una diversidad de materiales de partida. Entre los ejemplos de poliésteres en fase fundida que pueden producirse de acuerdo con la presente invención se incluyen, pero no se limitan a, homopolímeros y copolímeros de politereftalato de etileno (PET), PETG (PET modificado con comonómero de 1,4-ciclohexano-dimetanol (CHDM)), poliésteres cristalinos totalmente aromáticos o líquidos, poliésteres biodegradables, como los que comprenden residuos de ácido adípico, ácido tereftálico y butanodiol, homopolímero y copolímeros de poli(tereftalato de ciclohexano-dimetileno), y homopolímeros y copolímeros de CHDM y ácido ciclohexanodicarboxílico o ciclohexanodicarboxilato de dimetilo. En una forma de realización, puede producirse un copolímero de PET que comprende al menos el 90% en moles de unidades de repetición de tereftalato de etileno y hasta el 10% en moles de unidades de repetición de comonómero añadido. Generalmente, las unidades de repetición de comonómero del copolímero de PET pueden obtenerse de uno o más comonómeros seleccionados entre el grupo que comprende ácido isoftálico, ácido 2,6-naftalen-dicarboxílico, CHDM y dietilenglicol (DEG). En general, un procedimiento de producción de poliéster según ciertas formas de realización de la presente 35 invención puede comprender dos etapas principales: una fase de esterificación y una fase de policondensación. En la fase de esterificación, los materiales de partida de poliéster, que pueden comprender al menos un alcohol y al menos un ácido, pueden someterse a esterificación para producir con ello monómeros y/u oligómeros de poliésteres. En la fase de policondensación, los monómeros y/u oligómeros de poliésteres pueden hacerse reaccionar en el producto de poliéster final. El material de partida de ácido puede ser un ácido dicarboxílico tal que el producto de poliéster final comprenda al menos un residuo de ácido dicarboxílico que esté en el intervalo de aproximadamente 4 a aproximadamente 15 o de 8 a 12 átomos de carbono. Entre los ejemplos de ácidos dicarboxílicos adecuados para su uso en la presente invención pueden incluirse, pero no se limitan a, ácido tereftálico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido naftalen-2,6- 45 dicarboxílico, ácido ciclohexanodicarboxílico, ácido ciclohexanodiacético,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de esterificación que comprende: 5 (a) calentar un medio de reacción en un intercambiador de calor para producir con ello un flujo de producto calentado, en el que la esterificación de dicho medio de reacción se efectúa en dicho intercambiador de calor; (b) retirar al menos una parte de dicho flujo de producto calentado a través de una salida de intercambiador de dicho intercambiador de calor; (c) introducir al menos una parte de dicho flujo de producto calentado en un recipiente de desacoplamiento a través de una entrada de fluido; (d) separar al menos una parte de dicho flujo de producto calentado introducido en dicho recipiente de desacoplamiento en una fracción predominantemente líquida y una fracción predominantemente de vapor; (e) retirar al menos una parte de dicha fracción predominantemente líquida a partir de dicho recipiente de desacoplamiento a través de una salida de producto líquido para formar un flujo predominantemente líquido; y 20 (f) recircular al menos una parte de dicho flujo predominantemente líquido a una entrada de intercambiador de dicho intercambiador de calor a través de un bucle de recirculación, en el que dicho bucle de recirculación comprende una bomba para transportar al menos una parte de dicho flujo predominantemente líquido a través de dicho bucle de recirculación, en el que dicha bomba define un orificio de aspiración situado a una elevación menor que dicha salida de producto líquido, en el que dicha salida de producto líquido está separada de dicho orificio de aspiración de dicha bomba por una primera distancia vertical (Y1), en el que dicha salida de intercambiador está separada de dicho orificio de aspiración de dicha bomba por una segunda distancia vertical (Y2), 35 en el que la relación entre dicha segunda distancia vertical y dicha primera distancia vertical (Y2:Y1,) es mayor que 0,25. 2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la presión de dicho flujo de producto calentado que sale de dicho intercambiador de calor a través de dicha salida de intercambiador está en un intervalo de aproximadamente 30 psi a partir de la presión de dicho flujo de producto calentado introducido en dicho recipiente de desacoplamiento a través de dicha entrada de fluido. 3. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 2, en el que la presión de dicho flujo de producto calentado está en el intervalo de aproximadamente 34.473 a aproximadamente 241.316 Pa (de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 psig). 4. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 3, en el que Y2:Y1 está en el intervalo de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 2,0. 50 5. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 4, en el que Y1 está en el intervalo de aproximadamente 1,524 a aproximadamente 60,96 m (de aproximadamente 5 a aproximadamente 200 pies).   6. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5, en el que la esterificación se efectúa en dicho recipiente de desacoplamiento, y en el que la conversión de dicho medio de reacción aumenta en al menos 10 puntos porcentuales en dicho intercambiador de calor, en el que la conversión de dicho flujo predominantemente líquido que sale por dicha salida de producto líquido es no más de 5 puntos porcentuales mayor que la conversión de dicho flujo de producto calentado que sale por dicha salida de intercambiador. 7. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 6, en el que la conversión de dicho flujo predominantemente líquido que sale por dicha salida de producto líquido es al menos del 80%. 8. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho recipiente de desacoplamiento está orientado horizontalmente y tiene una proporción entre longitud y diámetro en el intervalo de aproximadamente 1,25:1 a aproximadamente 50:1. 11   9. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además retirar una parte de dicho flujo predominantemente líquido de dicho bucle de recirculación para formar un flujo predominantemente líquido retirado y someter al menos una parte de dicho flujo predominantemente líquido retirado a esterificación adicional en una zona de esterificación corriente abajo y/o someter al menos una parte de dicho flujo predominantemente líquido retirado a policondensación en una zona de policondensación corriente abajo. 10. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho medio de reacción comprende ácido tereftálico y etilenglicol. 11. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además introducir ácido tereftálico y etilenglicol en dicho bucle de recirculación. 12. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 11, en el que el flujo predominantemente líquido comprende menos del 1,0% en peso de dietilenglicol. 13. Un aparato que comprende: un intercambiador de calor que define una entrada de intercambiador y una salida de intercambiador; un recipiente de desacoplamiento que define una entrada de fluido y una salida de producto líquido, en el que dicha entrada de fluido está en comunicación de flujo de fluido con dicha salida de intercambiador; y un bucle de recirculación para proporcionar comunicación de flujo de fluido entre dicha salida de producto líquido y 25 dicha entrada de intercambiador, en el que dicho bucle de recirculación comprende una bomba que define un orificio de aspiración y un orificio de evacuación, estando situado el orificio de aspiración en una elevación menor que la salida de producto líquido, en el que dicho orificio de aspiración de dicha bomba está separado de dicha salida de producto líquido de dicho recipiente de desacoplamiento por una primera distancia vertical (Y1), 30 en el que dicho orificio de aspiración de dicha bomba está separado de dicha salida de intercambiador por una segunda distancia vertical (Y2), en el que la relación entre dicha segunda distancia vertical y dicha primera distancia vertical (Y2:Y1) es mayor que 0,25. 12   13