Un procedimiento de operar una unidad de polimerización de etileno a presión alta que comprende un reactor tubular,

en el que el procedimiento se caracteriza porque la conductividad eléctrica del medio de refrigeración acuoso que circula a través de uno o más circuitos de refrigeración del reactor tubular, está controlado en al menos una localización

Campo de la invención

La invención se refiere a un procedimiento para operar una unidad de polimerización de etileno de alta presión.

Antecedentes de la invención

El polietileno de baja densidad (LDPE) que tiene un grado alto de ramificación de cadena larga y corta generalmente se produce en unidades de polimerización de etileno de presión alta. Debido a la ramificación de cadena larga, el LDPE exhibe una cristalinidad baja y, cuando se funde, una resistencia a la tracción baja y mayor ductilidad que otros polietilenos conocidos. Estas únicas y deseables propiedades de flujo permiten usar el LDPE para aplicaciones en películas plásticas, tales como bolsas de plástico y plástico para envolver.

La copolimerización de etileno con monómero de acetato de vinilo (VAM) proporciona un copolímero conocido como etileno-acetato de vinilo (EVA). Este polímero se acerca a la suavidad y flexibilidad de los materiales elastoméricos, aunque se puede procesar como otros termoplásticos. Generalmente, el material tiene buenas propiedades de barrera, buena resistencia a la tensión-craqueo y elevada claridad y brillo. También tiene una elevada resistencia a la radicación UV. Además, tiene buenas propiedades de termosellado y se puede usar como pegamento caliente. EVA tiene poco o ningún olor y es competencia del caucho y de los productos de vinilo en muchas aplicaciones eléctricas. Dado que es prácticamente inerte en el cuerpo, también se usa en ingeniería biomédica, por ejemplo en aplicaciones de liberación de fármaco. EVA también se puede procesar en una espuma, que se usa en, por ejemplo, el acolchamiento de equipamiento deportivo.

La unidad de polimerización de etileno de alta presión comprende un reactor en el que la polimerización tiene lugar a presión de 50 a 300 MPa y a temperaturas de 100 a 400ºC. Es una reacción radica, que puede desencadenarse con iniciadores tales como oxígeno y peróxidos. El reactor es un reactor de autoclave o un reactor tubular. Las polimerizaciones llevadas a cabo en una autoclave son adiabáticas y, por tanto, no requieren control de la temperatura. No obstante, en reactores tubulares se debe tomar precauciones para controlar la temperatura de reacción o se pueden producir fugas térmicas debido a la naturaleza exotérmica de la reacción. Con este fin, los reactores tubulares están hechos de una pluralidad de tubos dobles interconectados. El tubo central interno es donde la reacción tiene lugar y el tubo de cubierta externo, también conocido como la camisa de refrigeración, es donde fluye el medio de refrigeración y regula la temperatura dentro del tubo interior. La camisa de refrigeración forma parte de un circuito de refrigeración más grande en el que el medio de refrigeración se puede enfriar de nuevo y enviar otra vez a la camisa de refrigeración.

El control de la temperatura aumenta la productividad manteniendo la temperatura de reacción bajo el límite de descomposición. Normalmente, el medio de refrigeración es agua, en particular agua desmineralizada. Los tubos están fabricados de una aleación de acero especial diseñado para evitar roturas violentas resultantes de la fatiga a presiones altas. En lugar de romperse, los tubos desarrollan una o más fisuras pequeñas. Cuando éstas se producen, las fisuras crecen de forma constante, creando una fuga pequeña del medio de reacción hacia la camisa de refrigeración. A medida que las fisuras se expanden, se acumulan cada vez más polímero y monómero en la camisa de refrigeración, lo que produce un bloqueo en la circulación del agua de refrigeración. En último término, la temperatura de polimerización ya no se puede controlar de forma eficaz, que aumenta el riesgo de pérdida térmica de la reacción. Una vez que al fin se detecta la fuga, toda la unidad debe apagarse con el fin de sustituir o reparar no sólo el tubo reactor que tiene la fuga, sino también la camisa de refrigeración bloqueada. Esta es una gran carga financiera, no sólo en términos de costes del equipo, sino también en términos de tiempo de producción perdido. Este problema se puede producir en cualquier tubo doble dentro de una unidad de polimerización de etileno a presión alta, ya sea en el reactor tubular o, por ejemplo, en los sistemas de reciclado del monómero sin reaccionar. Cuanto mayor sea la presión dentro del tubo, mayor es el riesgo de que se produzca una fuga.

Hasta ahora, la única solución disponible para el problema de detectar fugas en una unidad de polimerización de etileno que comprende un reactor tubular era detectar la presencia de etileno en el agua de refrigeración usando un detector de gas catalítico. No obstante, estos detectores no se pueden instalar online. En su lugar, deben tomarse muestras continuas del agua de refrigeración y analizarse, lo que no sólo es un derroche innecesario sino que también es un procedimiento complejo. En particular, durante el inicio del proceso de polimerización, el agua de refrigeración en la primera zona del reactor se calienta con agua caliente o vapor, pero el detector de gas catalítico no puede aguantar estas condiciones y a menudo queda dañado.

El reactor tubular puede dividirse en zonas de reacción independiente, cada una con un circuito de refrigeración independiente. No obstante, la toma de muestras del agua de refrigeración desde cada circuito de refrigeración y transfiriéndola a cada uno del condensador independiente del propio circuito y el detector de gas no es ni eficiente ni rentable. En su lugar, la toma de muestras se suele combinar a través de un tubo común que conduce a un único condensador y detector. Por desgracia, es imposible identificar qué tubo del reactor ha sufrido la fuga, si se detecta etileno. Además, las diferentes presiones en cada zona del reactor producen vías preferenciales en los circuitos de refrigeración. Incluso regulando cuidadosamente las válvulas de presión, es casi imposible tener un paso simultáneo continuo del gas desde todas las zonas del reactor al detector.

Por tanto, es un objetivo de la invención mejorar el procedimiento de accionar una unidad de polimerización de etileno de alta presión que comprende un reactor tubular.

Es otro objetivo de la invención localizar fugas en una unidad de polimerización de etileno de alta presión cuando se copolimeriza con un comonómero.

Además, es un objetivo de la invención reducir la toma de muestras del medio de refrigeración para detectar fugas en unidades de polimerización de etileno a presión alta.

También es un objetivo de la invención reducir los bloqueos en los circuitos de refrigeración comprendidos dentro de las unidades de polimerización de etileno a presión alta.

Es otro objetivo más de la invención reducir el tiempo muerto del reactor en caso de fuga en unidades de polimerización de etileno a presión alta.

Es otro objetivo de la invención mejorar la detección de fugas en unidades de copolimerización de etileno-acetato de vinilo de alta presión que comprende un reactor tubular.

Sumario de la invención

La invención está dirigida a un procedimiento de accionar una unidad de polimerización de etileno a presión alta que comprende un reactor tubular, en la que el procedimiento se caracteriza porque la conductividad eléctrica del medio de refrigeración acuoso está controlado en al menos un punto.

Además, la invención también está dirigida a una unidad de polimerización de etileno a presión alta que comprende un reactor tubular, en la que la unidad se caracteriza porque uno o más circuitos de refrigeración comprenden un medidor de conductividad eléctrica. La invención también cubre el uso de dicha unidad:

Descripción breve de las figuras

La Figura 1 representa un ejemplo simplificado de una unidad de copolimerización de etileno-acetato de vinilo de alta presión.

La Figura 2 representa un ejemplo simplificado de una unidad de polimerización de etileno tubular de alta presión y sus circuitos de refrigeración.

Descripción detallada de la invención

El experto en la técnica apreciará que la invención se puede aplicar a detectar fugas en cualquier unidad de polimerización de etileno de alta presión que comprende un reactor tubular compuesto por una pluralidad de tubos dobles interconectados. El proceso de polimerización normalmente se lleva a cabo a una presión de al menos 50, particularmente de al menos 100, 150, 200 o 250 MPa. La unidad puede además comprender un reciclado de presión media para reciclar los... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de operar una unidad de polimerización de etileno a presión alta que comprende un reactor tubular, en el que el procedimiento se caracteriza porque la conductividad eléctrica del medio de refrigeración acuoso que circula a través de uno o más circuitos de refrigeración del reactor tubular, está controlado en al menos una localización.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la conductividad eléctrica del medio de refrigeración acuoso se controla por separado en cada circuito de refrigeración.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que al menos una de las sustancias químicas en la unidad puede cambiar la conductividad eléctrica del medio de refrigeración acuoso.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que al menos una de las sustancias químicas capaz de cambiar la conductividad eléctrica del medio de refrigeración acuoso es un comonómero.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el comonómero se selecciona de uno o más de:

a. compuestos acrílicos y alcacrílicos, tales como ésteres y ácidos acrílico, haloacrílico y metacrílico;

b. compuestos de vinilo, tales como ésteres de vinilo y ésteres sulfónicos;

c. derivados de ácidos carboxílicos insaturados, tales como anhídrido maleico, dialquilmaleatos y dialquilfumaratos; y

d. compuestos de vinilo iónicos, tales como sulfonato vinílico de sodio;

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el comonómero es un éster de vinilo.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el éster de vinilo es un monómero de acetato de vinilo.

8. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medio de refrigeración acuoso es agua.

9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad comprende además un reciclador de presión media.

10. Una unidad de polimerización de etileno a presión alta que comprende un reactor tubular, en la que la unidad se caracteriza porque uno o más circuitos de refrigeración del reactor tubular comprenden un medidor de conductividad eléctrica.

11. La unidad de acuerdo con la reivindicación 10, en la que cada circuito de refrigeración comprende un medidor de conductividad eléctrica.

12. La unidad de acuerdo con la reivindicación 10 o la reivindicación 11, en la que el medidor de conductividad está colocado antes de un refrigerador dentro del circuito de refrigeración.

13. La unidad de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 que además comprende un reciclador de presión media para purificar los monómeros sin reaccionar con el fin de que se puedan volver a usar en el reactor.

14. El uso de la unidad de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13 para detectar fugas que pueden producirse en el reactor y/o en el reciclado a presión media.