PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA ELIMINAR MATERIALES PESADOS DE UN DILUYENTE RECIRCULADO A UN REACTOR DE POLIMERIZACIÓN EN SUSPENSIÓN.

Sistema de purificación y recuperación para un medio líquido de una polimerización en suspensión,

comprendiendo el sistema: un primer conducto de fluido conectado en un extremo a un reactor de polimerización en suspensión; un separador de gas de evaporación conectado a un extremo opuesto del primer conducto de fluido, para separar una corriente de vapor que comprende partículas de polímero sólido en un medio líquido; una tubería de eliminación de vapor conectada en una parte superior del separador de gas de evaporación, para transportar la corriente de vapor del separador de gas de evaporación; un primer condensador aguas abajo de la tubería de eliminación de vapor; un tanque de recogida aguas abajo del primer condensador; una tubería de derivación de vapor que proporciona una derivación para una parte de la corriente de vapor alrededor del condensador hacia el tanque de recogida; una válvula de derivación para controlar el flujo de vapor a través de la tubería de derivación de vapor; una tubería de suministro de líquido en una parte inferior del tanque de recogida; una tubería de recirculado de vapor en una parte superior del tanque de recogida; un segundo condensador conectado de manera fluida a la tubería de recirculado de vapor; y un segundo conducto de fluido que conecta la salida del segundo condensador con el reactor de polimerización en suspensión

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2003/029334.

Solicitante: CHEVRON PHILLIPS CHEMICAL COMPANY LP.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 10001 SIX PINES DRIVE THE WOODLANDS, TX 77380 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BURNS, DAVID, H., VERSER,DONALD,W.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 15 de Septiembre de 2003.

Fecha Concesión Europea: 28 de Julio de 2010.

Clasificación PCT:

  • B01J8/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › Procedimientos químicos o físicos en general, llevados a cabo en presencia de fluidos y partículas sólidas; Aparatos para tales procedimientos (procedimientos o dispositivos para la granulación de sustancias B01J 2/00; hornos F27B).
  • C08F2/01 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 2/00 Procesos de polimerización. › caracterizados por elementos particulares del aparato de polimerización utilizado.
  • C08F6/10 C08F […] › C08F 6/00 Tratamientos posteriores a la polimerización (C08F 8/00 tiene prioridad; de cauchos de dieno conjugado C08C). › Separación de materiales volátiles, p. ej. monómeros, solventes.

Clasificación antigua:

  • B01J8/00 B01J […] › Procedimientos químicos o físicos en general, llevados a cabo en presencia de fluidos y partículas sólidas; Aparatos para tales procedimientos (procedimientos o dispositivos para la granulación de sustancias B01J 2/00; hornos F27B).
  • C08F2/00 C08F […] › Procesos de polimerización.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PROCEDIMIENTO Y SISTEMA PARA ELIMINAR MATERIALES PESADOS DE UN DILUYENTE RECIRCULADO A UN REACTOR DE POLIMERIZACIÓN EN SUSPENSIÓN.

Fragmento de la descripción:

La presente CAMPO DE LA INVENCIÓN invención se refiere en general a un

procedimiento y sistema de polimerización de olefinas. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento y sistema de polimerización de olefinas que incluyen una manera mejorada de eliminar materiales pesados de un diluyente y/o monómero que no ha reaccionado retirado de y recirculado al reactor de polimerización.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Pueden realizarse procedimientos de polimerización de olefinas en condiciones de suspensión. Tales procedimientos de polimerización pueden llevarse a cabo en un reactor de tipo bucle en el que los monómeros se polimerizan para formar una suspensión de partículas de polímero sólido en un medio líquido. Partes de la suspensión se retiran del reactor de tipo bucle a través de dispositivos de toma tales como ramas de sedimentación y tomas continuas.

Entonces se procesa la suspensión para separar el medio líquido (por ejemplo, un diluyente líquido) de las partículas de polímero sólido. Se han utilizado calentadores de tubería de evaporación y cámaras de evaporación para vaporizar el diluyente líquido a través de una combinación de temperatura y ajustes de presión, separando de ese modo el diluyente de las partículas de polímero sólido. Adicionalmente, se han usado otros tipos de equipo, tales como columnas de purga, ciclones y tambores de separación, para la separación y otro tratamiento aguas abajo.

Normalmente, los procedimientos de polimerización en suspensión eficaces recirculan tanto diluyente como razonablemente puedan. Es decir, a medida que se vaporiza el diluyente, se procesa el diluyente para recircularlo de nuevo al

reactor de tipo bucle. A medida que se vaporiza el diluyente líquido en diversas fases del procedimiento de polimerización tras retirarse la suspensión del reactor de tipo bucle, también pueden vaporizarse diversos compuestos y contaminantes junto con el diluyente.

“Materiales pesados” son componentes líquidos más pesados que el diluyente, y a menudo se vaporizan junto con el diluyente. Durante el procedimiento de recirculación, una corriente de vapor que contiene el diluyente y los materiales pesados puede condensarse y devolverse al reactor de tipo bucle como una corriente de recirculado de diluyente y los materiales pesados. Los materiales pesados pueden concentrarse o acumularse dentro del reactor de tipo bucle y disminuir la eficacia del reactor y/o provocar daños dentro del reactor de tipo bucle. Por ejemplo, la acumulación de materiales pesados dentro del reactor puede degradar la calidad del producto y/o distorsionar el control del reactor produciendo problemas en el reactor y más probablemente bloqueos.

Otra técnica de recirculación separa una corriente retrógrada que comprende diluyente y cantidades minoritarias de monómero de la masa de los componentes de fluidos evaporados. La corriente retrógrada se somete a eliminación de olefinas para dar una corriente esencialmente libre de olefinas para recircular a un área de preparación de catalizador. La corriente retrógrada puede tomarse antes y/o tras un enfriador de recirculado de diluyente. Entonces se hace(n) pasar la(s) corriente(s) retrógrada(s) a una columna de eliminación de materiales pesados. La columna de eliminación de materiales pesados elimina materiales pesados de la corriente retrógrada, que entonces puede usarse para preparar un lodo o suspensión de catalizador. La masa del diluyente recirculado que contiene monómeros se hace pasar a un recipiente (depósito) de sobrecarga de recirculado de diluyente, y se hace pasar de nuevo una corriente de recirculado al reactor. Si se desea, pueden llevarse a cabo otras etapas de purificación tales como eliminación del agua en esta corriente de recirculado.

Se desean un procedimiento y sistema de recirculación eficaces del diluyente en un procedimiento de polimerización en suspensión. Además, se desean un procedimiento y sistema de eliminación de materiales pesados mejorados, que elimine materiales pesados del diluyente que va a recircularse al reactor.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN.

Como un aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para recircular un medio líquido retirado de un reactor de polimerización en suspensión. El método comprende separar una primera corriente de vapor de una suspensión que comprende un medio líquido y partículas de polímero sólido, en el que la corriente de vapor comprende al menos el medio y los materiales pesados. Una primera parte de la primera corriente de vapor se hace pasar a una primera zona de condensación, y una primera parte de la primera corriente de vapor se condensa para formar un primer líquido. Una segunda parte de la primera corriente de vapor se hace pasar a una zona de recogida sin condensación sustancial. Un segundo líquido y una segunda corriente de vapor se separan en la zona de recogida. El segundo líquido se hace pasar a una zona de purificación de materiales pesados, y se recircula el medio de la segunda corriente de vapor sin fraccionar para eliminar materiales pesados.

Como otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de purificación y recuperación para un medio líquido de una polimerización en suspensión. El sistema comprende un primer conducto de fluido conectado en un extremo a un reactor de polimerización en suspensión y conectado en un extremo opuesto a un separador de gas de evaporación, para separar una corriente de vapor que comprende el medio de partículas de polímero sólido. El sistema también comprende una tubería de eliminación de vapor conectada en una parte superior del separador de gas de evaporación, para transportar la corriente de vapor del separador de gas de evaporación. La tubería de eliminación de vapor está conectada a un primer condensador y también a una tubería de derivación de vapor que proporciona una

derivación alrededor del condensador. Una válvula de derivación controla el flujo del vapor a través de la tubería de derivación de vapor. La salida del condensador y el extremo opuesto de la tubería de derivación están ambos conectados de manera fluida a un tanque de recogida de líquido. Una tubería de suministro de líquido está en una parte inferior del tanque de recogida de líquido, y una tubería de recirculado de vapor está en una parte superior del tanque de recogida de líquido. Un segundo condensador está conectado de manera fluida a la tubería de recirculado de vapor, y un segundo conducto de fluido conecta la salida del segundo condensador con el reactor de polimerización en suspensión.

La presente invención puede incluir etapas o aparatos de control asociados con la válvula de derivación. Por ejemplo, la válvula de derivación puede estar en comunicación informativa con al menos un controlador de temperatura aguas abajo del tanque de recogida de líquido y un controlador de nivel situado dentro del tanque de recogida de líquido. La tubería de derivación es ventajosa porque es difícil hacer funcionar un condensador para producir sólo una pequeña cantidad de líquidos. La presente invención puede producir una cantidad relativamente pequeña de líquidos porque la primera corriente de vapor (que es el gas de evaporación de la primera cámara de evaporación) se divide, pasando una primera parte a través de un condensador y derivándose una segunda parte del condensador. El gas de evaporación que pasa a través del condensador puede condensarse totalmente o casi totalmente para dar líquido, o puede condensarse una pequeña parte (por ejemplo, aproximadamente el 1-10%), o algunas otras proporciones.

Aguas abajo del condensador, el gas de evaporación caliente se combina con el líquido frío y se mezcla y se deja llegar a un equilibrio (al menos con respecto a la temperatura). Tras este mezclado, el líquido que queda está más concentrado en los componentes más pesados. Se fija la cantidad deseada de líquido mediante el controlador de flujo en la tubería de líquido. Se controla el nivel en el tanque ajustando el controlador de temperatura, que a su vez ajusta la válvula de derivación de

manera que una cantidad suficiente de vapor se deriva del condensador para generar suficiente líquido para satisfacer el controlador de flujo. Para lograr la cantidad deseada de eliminación de materiales pesados, desde aproximadamente el 0,1% hasta aproximadamente el 20% del gas de evaporación, alternativamente desde aproximadamente el 0,5% hasta aproximadamente el 10%, alternativamente...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de purificación y recuperación para un medio líquido de una polimerización en suspensión, comprendiendo el sistema: un primer conducto de fluido conectado en un extremo a un reactor de polimerización en suspensión; un separador de gas de evaporación conectado a un extremo opuesto del primer conducto de fluido, para separar una corriente de vapor que comprende partículas de polímero sólido en un medio líquido; una tubería de eliminación de vapor conectada en una parte superior del separador de gas de evaporación, para transportar la corriente de vapor del separador de gas de evaporación; un primer condensador aguas abajo de la tubería de eliminación de vapor; un tanque de recogida aguas abajo del primer condensador; una tubería de derivación de vapor que proporciona una derivación para una parte de la corriente de vapor alrededor del condensador hacia el tanque de recogida; una válvula de derivación para controlar el flujo de vapor a través de la tubería de derivación de vapor; una tubería de suministro de líquido en una parte inferior del tanque de recogida; una tubería de recirculado de vapor en una parte superior del tanque de recogida; un segundo condensador conectado de manera fluida a la tubería de recirculado de vapor; y un segundo conducto de fluido que conecta la salida del segundo condensador con el reactor de polimerización en suspensión.

2. Sistema de purificación y recuperación según la reivindicación 1, en el que la válvula de derivación está en comunicación informativa con al menos uno de un controlador de temperatura aguas abajo del tanque de recogida y un controlador de nivel situado dentro del tanque de recogida.

3. Sistema de purificación y recuperación según la reivindicación 2, en el que el controlador de nivel está en comunicación informativa con el controlador de temperatura, y el controlador de temperatura está en comunicación informativa con la válvula de derivación.

4. Sistema de purificación y recuperación según la reivindicación 1, que comprende una columna de materiales pesados conectada en un extremo opuesto de la tubería de suministro de líquido.

5. Sistema de purificación y recuperación según la reivindicación 1, que comprende un tanque de recirculado dispuesto a lo largo de la tubería de recirculado de diluyente aguas abajo del segundo condensador.

6. Sistema de purificación y recuperación según la reivindicación 1, que comprende una columna de purga conectada de manera fluida para recibir partículas de polímero sólido del separador de gas de evaporación.

7. Procedimiento para recircular un medio líquido retirado de un reactor de polimerización en suspensión, usando un sistema de purificación y recuperación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo el procedimiento: separar una primera corriente de vapor de una suspensión que comprende un medio líquido y partículas de polímero sólido, en el que la corriente de vapor comprende al menos el medio y los materiales pesados; condensar una primera parte de la primera corriente de vapor en un primer condensador para formar un primer líquido; hacer pasar una segunda parte de la primera corriente de vapor a un tanque de recogida sin hacerla pasar a través del primer condensador; separar un segundo líquido y una segunda corriente de vapor en el tanque de recogida de líquido; hacer pasar el segundo líquido a una zona de purificación de materiales pesados; y

recircular el medio condensado al reactor de polimerización en suspensión sin fraccionar para eliminar los materiales pesados.

8. Procedimiento de recirculación según la reivindicación 7, que comprende mezclar entre sí el primer líquido y la segunda parte de la primera corriente de vapor antes de hacerlos pasar al tanque de recogida.

9. Procedimiento de recirculación según la reivindicación 7, que comprende: separar un repelado de polímero sólido de la suspensión, teniendo el repelado de polímero sólido diluyente atrapado; y hacer pasar el repelado de polímero sólido a una zona de purga, en el que la zona de purga extrae el diluyente atrapado del repelado de polímero sólido.

10. Procedimiento de recirculación según la reivindicación 9, en el que al menos el 1% de los materiales pesados en la primera corriente de vapor se condensan en el segundo líquido.

11. Procedimiento de recirculación según la reivindicación 9, en el que al menos el 2% de los oligómeros en la primera corriente de vapor se condensan en el segundo líquido.

12. Procedimiento de recirculación según la reivindicación 9, que comprende: medir el nivel de líquido en el tanque de recogida de líquido; y controlar la condensación de la corriente de vapor basándose en el nivel de líquido medido.

13. Procedimiento para hacer funcionar un sistema de polimerización en suspensión que comprende un sistema de purificación y recuperación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo el procedimiento las etapas de: formar una suspensión que comprende partículas de poliolefina sólidas en un medio líquido en una zona de reacción de polimerización;

retirar una parte de la suspensión de la zona de reacción de polimerización; vaporizar el medio líquido para formar una primera corriente de vapor que comprende al menos el medio y los materiales pesados; separar la primera corriente de vapor de las partículas de poliolefina sólidas; hacer pasar una primera parte de la primera corriente de vapor a un primer condensador mediante lo cual se forma una primera corriente de líquido; hacer pasar una segunda parte de la corriente de vapor a un tanque de recogida sin hacerla pasar a través del primer condensador; recoger la corriente de líquido y la segunda parte en el tanque de recogida de líquido; separar una segunda corriente de vapor de una segunda corriente de líquido en el tanque de recogida de líquido; condensar y recircular la segunda corriente de vapor de nuevo a la zona de reacción de polimerización sin tratamiento de eliminación de materiales pesados adicional; y hacer pasar una segunda corriente de líquido al tratamiento de eliminación de materiales pesados.

14. Procedimiento de funcionamiento según la reivindicación 13, en el que el medio líquido comprende un diluyente inerte, y las partículas de poliolefina sólidas comprenden polietileno.

15. Procedimiento de funcionamiento según la reivindicación 13, en el que el medio líquido comprende propileno, y las partículas de poliolefina sólidas comprenden polipropileno.

16. Procedimiento de funcionamiento según la reivindicación 13, en el que la segunda corriente de líquido se mantiene en la zona de recogida de líquido durante un tiempo suficiente para permitir que los materiales pesados del vapor se transfieran al líquido.

 

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