PROCEDIMIENTO PARA MEJORAR LA COPOLIMERIZACION DE ETILENO Y UN COMONOMERO DE OLEFINA EN UN REACTOR DE BUCLE DE POLIMERIZACION.

Procedimiento para la copolimerización de monómero de etileno y un comonómero de olefina en un reactor de bucle para polimerización que comprende las etapas de - alimentar el monómero,

un comonómero de olefina, diluyentes y opcionalmente hidrógeno dentro del reactor de bucle, - alimentar al menos un catalizador de polimerización dentro del reactor, - copolimerizar dicho monómero y dicho comonómero para producir una suspensión de polímero que comprende esencialmente diluyente líquido y partículas de copolímero de olefina sólidas, - permitir que sedimente dicha suspensión de polímero en dos o más ramales de sedimentación conectados al reactor y - descargar secuencialmente la suspensión de polímero sedimentada de dicho uno o más ramales de sedimentación fuera del reactor, caracterizado porque dicho procedimiento comprende además la etapa de controlar la relación comonómero/monómero a lo largo del trayecto del reactor mediante alimentación múltiple, espacialmente separada, de monómero a lo largo del trayecto del reactor de bucle y en el que el procedimiento se aplica al primer bucle de un reactor de doble bucle

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la polimerización de olefina. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para mejorar la polimerización de un monómero y un comonómero de olefina en un reactor de bucle para polimerización. En otro aspecto, la presente invención se refiere a un reactor 5 para polimerización adecuado para el procedimiento de polimerización de un monómero y un comonómero de olefina.

Antecedentes

El polietileno (PE) se sintetiza por medio de la polimerización de monómeros de etileno (CH2=CH2). Debido a que el PE es barato, seguro, estable en la mayoría de los entornos y fácil de procesar, los polímeros de polietileno 10 son útiles en muchas aplicaciones. Según las propiedades, el polietileno puede clasificarse en diversos tipos, tales como, pero sin limitarse a ellos, LDPE (polietileno de baja densidad), LLDPE (polietileno lineal de baja densidad) y HDPE (polietileno de alta densidad). Cada tipo de polietileno tiene propiedades y características diferentes.

Las polimerizaciones de polietileno se llevan a cabo frecuentemente usando monómero, diluyente y catalizador y ,opcionalmente, comonómeros e hidrógeno en un reactor de bucle. La polimerización se realiza 15 normalmente bajo condiciones de suspensión, en las que el producto normalmente consta de partículas sólidas y está en suspensión en un diluyente. Los contenidos en suspensión del reactor se hacen circular continuamente con una bomba para mantener de manera eficaz la suspensión de las partículas sólidas de polímero en el diluyente líquido. El producto se descarga por medio de ramales de sedimentación, que operan en un principio de lote para recubrir el producto. La sedimentación en los ramales se usa para incrementar la concentración de sólidos de la 20 suspensión recubierta finalmente como suspensión producto. El producto se descarga además a un evaporador súbito, a través de las conducciones del evaporador súbito, en el que la mayoría del diluyente y de los monómeros sin reaccionar se evaporan y se reciclan. Las partículas de polímero se secan, pueden añadirse aditivos y finalmente el polímero se extrude y se peletiza.

La copolimerización de etileno es el procedimiento en el que el etileno se polimeriza con un comonómero 25 de olefina, tal como, por ejemplo, propileno, buteno, hexeno, etc.. Un problema principal en tal procedimiento de copolimerización es que el control de los parámetros de reacción es muy difícil. En particular, la relación entre comonómero y monómero (etileno) difiere en distintos puntos en el reactor.

Como resultado de la variación en la relación comonómero/etileno en todo el reactor, las condiciones de reacción variarán a lo largo del trayecto del reactor de polimerización. Ya que el monómero (etileno) se agota más 30 rápido que el comonómero en el reactor, se producen fluctuaciones en las temperaturas de reacción y fluctuaciones en la concentración del monómero a lo largo del reactor. Además, debido a las condiciones de reacción variables en el reactor, la reacción de polimerización es subóptima y se obtendrán partículas de polímero durante el procedimiento de polimerización, que tiene propiedades variables y que tiene una composición no homogénea. En ciertos casos, debido a la variación en la relación comonómero/etileno en todo el reactor, se produce polietileno que 35 tienen un densidad demasiado baja, lo que puede inducir “hinchamiento” de las partículas de polímero. Hinchamiento se refiere al procedimiento en el que se disuelven en diluyente partículas de polímero formado, dando lugar a una suspensión de polímero que es más viscosa, que tiene propiedades no deseadas y que puede bloquear el reactor de polimerización. Cuando la relación hexeno/etileno no se controla adecuadamente en el primer reactor de un sistema de doble bucle, las partículas de polímero que tienen propiedades no deseadas y no homogéneas se 40 transferirán del primer reactor al segundo reactor. Además, debido al control inadecuado de la relación hexeno/etileno en el primer reactor, tampoco se controla de manera eficaz la transferencia de hexeno junto con la suspensión de polímero del primer reactor al segundo reactor, que se usa para copolimerización adicional. Como resultado del mismo, la reacción de polimerización en el segundo reactor puede ser subóptima y se preparan en el segundo reactor copolímeros que tienen propiedades no homogéneas y no deseadas. 45

En vista de lo anterior existe la necesidad en la técnica de proporcionar un procedimiento para mejorar la reacción de copolimerización de etileno con un comonómero de olefina, de modo que el se optimice el procedimiento de copolimerización y que se obtengan productos finales de polímero más homogéneos.

Por lo tanto es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para mejorar la copolimerización de etileno y un comonómero de olefina. En particular, es un objeto de la invención proporcionar un 50 procedimiento para controlar la relación comonómero/etileno en un reactor de polimerización. La presente invención tiene como objetivo proporcionar un procedimiento para obtener un producto final de copolímero que tenga homogeneidad composicional mejorada y calidad mejorada.

Sumario

La presente invención se refiere en primer aspecto a un procedimiento para mejorar la copolimerización de 55 un monómero de etileno y un comonómero de olefina en un reactor de bucle para polimerización. El procedimiento

comprende las etapas de:

- alimentar el monómero, un comonómero de olefina, diluyentes y opcionalmente hidrógeno dentro del reactor bucle

- alimentar al menos un catalizador de polimerización dentro del reactor,

- copolimerizar dicho monómero y dicho comonómero para producir una suspensión de polímero que 5 comprende esencialmente un diluyente líquido y partículas de copolímero de olefina sólidas

- permitir que sedimente dicha suspensión de polímero en dos o más ramales de sedimentación conectados al reactor y

- descargar secuencialmente la suspensión de polímero sedimentada de dichos dos o más ramales de sedimentación fuera del reactor, 10

- y en particular se caracteriza porque dicho procedimiento comprende además la etapa de controlar la relación comonómero/monómero a lo largo del trayecto del reactor mediante alimentación múltiple, espacialmente separada, de monómero a lo largo del trayecto del reactor de bucle y en el que el procedimiento se aplica al primer bucle de un reactor de doble bucle.

Los términos "trayecto" y "trayecto de flujo" del reactor se usan en el presente documento como sinónimos 15 y se definen como la ruta interna que sigue la corriente de reactivos y la suspensión de polímero formado en el reactor.

Según la presente invención, la relación comonómero/etileno puede controlarse adecuadamente en el reactor de polimerización. Por lo tanto, la invención proporciona un procedimiento que comprende controlar la relación comonómero/monómero mediante alimentación múltiple, espacialmente separada, de monómero a lo largo 20 del trayecto del reactor de bucle. Se alimenta monómero adicional (etileno) dentro del reactor en entradas múltiples a lo largo del trayecto del reactor. Las entradas multiplicadas para alimentar el monómero adicional en particular están posicionadas espacialmente separadas entre sí en el reactor.

En otra realización preferida, la relación comonómero/etileno puede controlarse adecuadamente en el reactor de polimerización mediante alimentación múltiple, espacialmente separada, de monómero junto con un 25 diluyente.

En otra realización particularmente preferida, el presente procedimiento comprende además controlar separadamente el caudal de cada alimentación de monómero, espacialmente separada, a lo largo del trayecto del reactor de bucle. Por tanto, cada conducción de alimentación de etileno adicional está provista con un medio de control de flujo separado para controlar el caudal de inyección de etileno en el reactor. 30

La presente invención tiene las ventajas principales de proporcionar control óptimo de la relación comonómero/etileno en un reactor de polimerización de modo que puedan producirse copolímeros de etileno que tienen propiedades homogéneas en todo el trayecto de flujo del reactor....

1. Procedimiento para la copolimerización de monómero de etileno y un comonómero de olefina en un reactor de bucle para polimerización que comprende las etapas de

- alimentar el monómero, un comonómero de olefina, diluyentes y opcionalmente hidrógeno dentro del reactor de bucle, 5

- alimentar al menos un catalizador de polimerización dentro del reactor,

- copolimerizar dicho monómero y dicho comonómero para producir una suspensión de polímero que comprende esencialmente diluyente líquido y partículas de copolímero de olefina sólidas,

- permitir que sedimente dicha suspensión de polímero en dos o más ramales de sedimentación conectados al reactor y 10

- descargar secuencialmente la suspensión de polímero sedimentada de dicho uno o más ramales de sedimentación fuera del reactor, caracterizado porque dicho procedimiento comprende además la etapa de controlar la relación comonómero/monómero a lo largo del trayecto del reactor mediante alimentación múltiple, espacialmente separada, de monómero a lo largo del trayecto del

reactor de bucle y en el que el procedimiento se aplica al primer bucle de un reactor de doble bucle. 15

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende reducir la variación en la relación comonómero/monómero hasta una variación que es inferior al 30%, más preferiblemente por debajo del 20% e incluso más preferiblemente inferior al 10%, controlando la relación comonómero/monómero proporcionando al menos dos, preferiblemente al menos tres entradas de alimentación, espacialmente separadas, de monómero a lo largo del trayecto del reactor de bucle. 20

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además determinar posiciones adecuadas para entradas de alimentación múltiples, espacialmente separadas, de monómero a lo largo del trayecto del reactor de bucle para controlar la relación comonómero/monómero a lo largo del trayecto del reactor.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende la etapa de controlar la relación comonómero/monómero mediante alimentación múltiple, espacialmente separada, de monómero junto con un 25 diluyente.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, de modo que dicha relación monómero/diluyente es inferior a 5/1.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende controlar separadamente el caudal de cada alimentación de monómero, espacialmente separada, a lo largo del trayecto del reactor de bucle.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho comonómero es 1-hexeno. 30

8. Reactor de bucle de polimerización adecuado para el procedimiento de copolimerización de un monómero, preferiblemente etileno y un comonómero de olefina, preferiblemente hexeno, que comprende:

- una pluralidad de tuberías interconectadas que definen un trayecto de flujo para una suspensión de polímero, suspensión constituida esencialmente por etileno, un comonómero, un catalizador de polimerización, diluyente líquido y partículas de copolímero de olefina sólidas, 35

- medios para alimentar el monómero, un comonómero, diluyente y opcionalmente hidrógeno en el reactor,

- medios para alimentar un catalizador de polimerización en el reactor,

- una bomba adecuada para mantener la suspensión de polímero en circulación en dicho reactor,

- uno o más ramales de sedimentación conectados a las tuberías de dicho reactor para la sedimentación de la suspensión de polímero, y 40

- una o más conducciones para la descarga de la suspensión de polímero sedimentada fuera del reactor, caracterizado porque dicho reactor comprende medios múltiples para alimentar el monómero, que están posicionados espacialmente separados a lo largo del trayecto del reactor de bucle, de modo que dicho reactor corresponde al primer reactor de un reactor de polimerización de doble bucle, estando interconectado dicho primer reactor con el segundo reactor de bucle de dicho reactor de polimerización de doble bucle. 45

9. Reactor de polimerización según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho reactor comprende medios adicionales múltiples, espacialmente separados, para la alimentación de monómero junto con un diluyente en dicho primer reactor.

10. Reactor de polimerización según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque dicho reactor comprende al menos dos, preferiblemente tres, medios adicionales para alimentar el monómero, que están posicionados espacialmente 50 separados a lo largo del trayecto del reactor de bucle.

11. Reactor de polimerización según la reivindicación 10, que comprende un número de medios de control de flujo, de modo que el número de medios de control de flujo corresponde al número de medios adicionales para alimentar el monómero, que están posicionados espacialmente separados a lo largo del trayecto del reactor de bucle.

12. Reactor de polimerización según la reivindicación 10, que comprende un número de medios de control de flujo, de modo que el número de medios de control de flujo corresponde al número de medios adicionales para alimentar 5 el monómero, que están centralizado.