Un proceso de polimerización que comprende: incorporar un material de alimentación que comprende al menos un monómero olefínico a una zona de reacción del bucle;

polimerizar, en la zona de reacción del bucle, el monómero olefínico para producir una suspensión fluida que comprende partículas de polímero olefínico sólido; extraer en forma continua una porción de la suspensión fluida a través de una pluralidad de líneas de extracción de suspensión activas; controlar la presión de las líneas de extracción de suspensión activas; y abrir una línea de extracción de suspensión inactiva en respuesta a la presión controlada en una de las líneas de extracción de suspensión activas

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a la polimerización en suspensión de los monómeros olefínicos. Más particularmente, la presente invención se refiere a mejores técnicas para extraer continuamente una porción de la suspensión fluida de una zona de reacción del bucle y operar un reactor de bucle que tiene una pluralidad de derivaciones continuas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las poliolefinas tales como polietileno y polipropileno se pueden preparar por la polimerización en forma de partículas, también denominada como una polimerización en suspensión. En esta técnica, los materiales de alimentación tales como diluyente, monómero y catalizador se introducen en una zona de reacción del bucle, y se hace circular una suspensión fluida que contiene partículas de poliolefina sólidas en un medio líquido (usualmente un diluyente inerte y/o monómero sin reaccionar) a través de la zona de reacción del bucle. Una porción de la suspensión fluida se extrae de o sale de la zona de reacción de modo que se puedan recuperar las partículas de poliolefina sólidas.

En los reactores de bucle continuos, los diversos materiales de alimentación se pueden introducir en la zona de reacción del bucle de varias maneras. Por ejemplo, el monómero y un catalizador se pueden mezclar con cantidades variadas de diluyente antes de la introducción en la zona de reacción del bucle. El monómero también se puede combinar con el diluyente reciclado y posteriormente se incorpora en la zona de reacción del bucle. En la zona de reacción del bucle, el monómero y el catalizador se dispersan en la suspensión fluida. A medida que la suspensión fluida circula a través de la zona de reacción del bucle, el monómero reacciona en el catalizador en una reacción de polimerización. La reacción de polimerización produce partículas de poliolefina sólidas en la suspensión fluida.

La polimerización en suspensión en una zona de reacción del bucle ha demostrado ser comercialmente exitosa. La técnica de polimerización en suspensión ha gozado de éxito internacional con miles de millones de libras de polímeros olefínicos producidos anualmente de este modo. Con este éxito ha surgido el deseo en algunas situaciones, de construir reactores más grandes. Los reactores más grandes llevan a velocidades de flujo más altas de la suspensión fluida. La velocidad de flujo en el interior de un reactor de bucle puede ser tan alta como 3.785.410 litros (1.000.000 galones) por minuto o más.

En un proceso de derivación continua, la suspensión extraída es usualmente una pequeña porción de la suspensión fluida que está en una zona de reacción del bucle. El flujo de esta suspensión extraída menor normalmente varía de 189 litros (50 galones) por minuto a 11,356 litros (3000 galones) por minuto. El flujo grande en el reactor puede transportar el polímero en la forma de partículas en suspensión que son pequeñas, pero también transportan partículas de polímero más grandes o fragmentos de polímeros fusionados. Los fragmentos o partículas de polímero más grandes, algunas con diámetros más grandes que la abertura de la válvula de derivación, pueden taponar la válvula de derivación. Cuando tales partículas más grandes intentan pasar a través de la válvula de derivación, la partícula se rompe o la válvula de derivación tiene flujo restringido.

La restricción del flujo causa pérdida del flujo a través de la válvula de derivación y puede producir que se acumulen más partículas de polímero. Esto puede causar el aumento de la presión del reactor, ya que esta es usualmente controlada (al menos parcialmente) en cuánto se abre la válvula de derivación. Si la acumulación en las partículas de polímero es más rápida que la acción del mecanismo de control para controlar la presión por la abertura de la válvula de derivación, se pueden producir taponamiento de la línea y presiones excesivas en el reactor. Esto puede ser especialmente grave para los fragmentos poliméricos fusionados o atípicos que pueden crecer en el reactor de bucle y tienen una dimensión mucho más grande que el tamaño de partícula del polímero más grande. Las válvulas de derivación del reactor tapado pueden producir sobrepresión, tiempo de inactividad, pérdida de producción en el reactor, y en situaciones extremas, alivio de la presión del reactor por válvulas de seguridad del proceso.

Se puede usar una válvula de pistón para bloquear un mecanismo de derivación continua que no está en uso. La válvula de pistón tiene la ventaja de impedir la acumulación de polímeros en la línea de extracción de la suspensión. Sin embargo, si se desea comenzar a usar este mecanismo de derivación continua, lleva tiempo (por ejemplo, 10 a 20 minutos) prepararlo para la operación, y la válvula de pistón se debe abrir manualmente.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se define en y por las reivindicaciones anexas.

En un aspecto, se proporciona un proceso de polimerización. El proceso incluye incorporar un material de alimentación que comprende al menos un monómero olefínico a una zona de reacción del bucle y polimerizar el monómero olefínico para producir una suspensión fluida que comprende partículas de polímero olefínico sólido. El proceso también incluye la extracción en forma continua de una porción de la suspensión fluida a través de una pluralidad de derivación continua activa, y pasar la porción de suspensión extraída a través de una válvula de derivación. El proceso también puede incluir controlar la presión del material de alimentación y ajustar la válvula de derivación en respuesta a la presión del material de alimentación controlada. El proceso también puede incluir lavar con diluyente a través de al menos una derivación continua inactiva. La derivación continua inactiva se puede activar cuando una de las derivaciones continuas activas está al menos parcialmente tapada. El proceso también puede incluir detectar cuando la válvula de derivación está cerrada y lavar automáticamente una línea de extracción de la suspensión asociada con la válvula de derivación con diluyente cuando la válvula de derivación se cierra.

La presente invención proporciona un aparato del reactor de bucle. El aparato del reactor de bucle incluye una pluralidad de segmentos mayores y una pluralidad de segmentos menores. Cada uno de los segmentos mayores está conectado en un primer extremo a uno de los segmentos menores, y está conectado en un segundo extremo a otro segmento menor. Como resultado, los segmentos mayores y los segmentos menores forman una trayectoria de flujo continuo adaptada para transportar una suspensión fluida. La trayectoria de flujo continuo está sustancialmente libre de obstrucciones internas. El reactor de bucle también incluye un medio para introducir un monómero olefínico y/o un medio líquido (por ejemplo, un diluyente inerte) en la trayectoria de flujo continuo, un medio para introducir un catalizador de la polimerización en la trayectoria de flujo continuo, y al menos dos medios para derivar en forma continua una porción de la suspensión fluida desde la trayectoria de flujo continuo. Alternativamente, el reactor de bucle incluye al menos cuatro medios para derivar continuamente una porción de la suspensión fluida. Tal reactor de bucle puede tener un volumen mayor que 114 m3 (30.000 galones), alternativamente mayor que 132 m3 (35.000 galones), alternativamente mayor que 151 m3 (40.000 galones) alternativamente mayor que 170 m3 (45.000 galones), alternativamente mayor que 185 m3 (50,000 galones), alternativamente mayor que 284 m3 (75.000 galones), alternativamente mayor que 375 m3 (100.000 galones).

En aún otro aspecto, se proporciona un aparato del reactor de bucle. El aparato del reactor de bucle comprende una pluralidad de pilares mayores y una pluralidad de segmentos menores. Cada segmento menor conecta dos de los pilares mayores entre sí, y por estas conexiones, los pilares y los segmentos comprenden una trayectoria de flujo continuo. Una alimentación del monómero se une a uno de los pilares o segmentos. Al menos una alimentación de catalizador se fija a uno de los pilares o segmentos. Una derivación continua se une a uno de los pilares o segmentos. La derivación continua incluye una línea de extracción de la suspensión en comunicación fluida con el reactor, una válvula de derivación dispuesta a lo largo de la línea de extracción de la suspensión para regular el flujo de la suspensión a través de la línea de extracción... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de polimerización que comprende: incorporar un material de alimentación que comprende al menos un monómero olefínico a una zona de reacción del bucle; polimerizar, en la zona de reacción del bucle, el monómero olefínico para producir una suspensión fluida que comprende partículas de polímero olefínico sólido; extraer en forma continua una porción de la suspensión fluida a través de una pluralidad de líneas de

extracción de suspensión activas;

controlar la presión de las líneas de extracción de suspensión activas; y

abrir una línea de extracción de suspensión inactiva en respuesta a la presión controlada en una de las

líneas de extracción de suspensión activas.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende activar automáticamente la línea de extracción de suspensión inactiva cuando una de las líneas de extracción de suspensión activas está al menos parcialmente tapada.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 2, que además comprende

convertir la línea de extracción de suspensión inactiva en activa dentro de 1 minuto de detección del taponamiento.

4. Un aparato del reactor de bucle que se usa en el proceso de polimerización de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende: una pluralidad de segmentos mayores; una pluralidad de segmentos menores, cada segmento menor que conecta dos de los segmentos mayores entre sí, por el cual los segmentos comprenden una trayectoria de flujo continuo; al menos una alimentación de monómero unida fluidamente a la trayectoria de flujo continuo; al menos una alimentación de catalizador unida fluidamente a la trayectoria de flujo continuo; al menos dos derivaciones continuas activas, cada una unida a la trayectoria de flujo continuo, y cada derivación continua comprende: una línea de extracción de la suspensión en comunicación abierta con el reactor; y una válvula de derivación dispuesta a lo largo de la línea de extracción de la suspensión para la regulación del flujo de la suspensión a través de la línea de extracción de la suspensión; al menos una derivación continua inactiva unida a la trayectoria de flujo continuo, la derivación continua que comprende; una línea de extracción de la suspensión en comunicación abierta con el reactor; y

una válvula de derivación dispuesta a lo largo de la línea de extracción de la suspensión para regular el flujo de la suspensión a través de la línea de extracción de la suspensión.

5. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que la derivación continua inactiva además comprende una línea de lavado conectada fluidamente para proporcionar diluyentes a la línea de extracción de la suspensión.

6. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que las válvulas de derivación comprenden válvulas de bola en V que tienen un tamaño de cuerpo nominal de al menos 38,1 mm (1 pulgada).

7. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 6 en el que las derivaciones continuas además comprenden una válvula de bloqueo dispuesta a lo largo de la línea de extracción de la suspensión corriente arriba de la válvula de bola en V y corriente abajo de la trayectoria de flujo continuo.

8. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 que además comprende:

un transmisor de presión del monómero dispuesto en la alimentación del monómero; y

un controlador que está configurado para recibir una señal de entrada del transmisor de presión del monómero, y el controlador está configurado para enviar una señal de salida para ajustar al menos una de las derivaciones continuas.

9. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 8, que además comprende:

un transmisor de presión dispuesto en la línea de extracción de la suspensión corriente abajo de la válvula de derivación y conectado operativamente para proporcionar una señal al controlador; y

en el que la válvula de derivación es controlada automáticamente por el controlador, que ajusta la válvula

de derivación en respuesta a una o más señales de entrada de los transmisores de presión sobre la alimentación

del monómero y la línea de extracción de la suspensión.

10. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que la línea de extracción de la suspensión se estrecha antes de la válvula de derivación y se ensancha después de la válvula de derivación.

11. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que la trayectoria de flujo continuo tiene un volumen mayor que 114 m3 (30.000 galones).

12. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que al menos dos derivaciones continuas activas y al menos una derivación continua inactiva se disponen sobre uno de los segmentos menores.

13. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 que comprende al menos cuatro de las derivaciones continuas.

14. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que la trayectoria de flujo continuo está esencialmente libre de trayectorias de flujo horizontales.

15. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que los segmentos menores son curvas continuas que definen una porción de un círculo, y el círculo tiene un radio de al menos 0,91 m (3 pies).

16. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 4 en el que los segmentos mayores son sustancialmente horizontales.

17. Un aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 16 en el que los segmentos menores son sustancialmente horizontales.

18. Un mecanismo de derivación continua que se usa en el aparato del reactor de bucle de acuerdo con la reivindicación 5, el mecanismo que comprende:

1) una línea de extracción de la suspensión en comunicación fluida con el reactor;

2) una válvula de derivación dispuesta a lo largo de la línea de extracción de la suspensión para regular el flujo de la suspensión a través de la línea de extracción de la suspensión;

3) una línea de lavado conectada fluidamente para proporcionar diluyentes a la línea de extracción de la suspensión;

4) un controlador configurado para recibir una señal de entrada de al menos un transmisor de presión

dispuesto sobre una alimentación del monómero, y el controlador está configurado para enviar una señal de

salida para ajustar la válvula de derivación.

19. Un mecanismo de derivación continua de acuerdo con la reivindicación 18 en el que la línea de extracción de la suspensión tiene un diámetro reducido que lleva a y desde la válvula de derivación.