PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DE UNA POLIOLEFINA DESCARGADA DE UN REACTOR DE POLIMERIZACIÓN DE OLEFINAS.

Procedimiento para tratar una poliolefina descargada de un reactor de polimerización de olefinas que comprende la siguiente secuencia de etapas:

1) descargar de un reactor de polimerización una suspensión espesa que comprende poliolefina y diluyente; 2) someter dicha suspensión espesa a una liberación de presión, de manera que se evapora el diluyente y se forma una mezcla de poliolefina/gas; 3) descargar dicha mezcla de poliolefina/gas al interior de un recipiente de recogida; 4) controlar un nivel de poliolefina sedimentada en el recipiente de recogida; 5) transferir de forma discontinua la mezcla de poliolefina/gas del recipiente de recogida a un recipiente concentrador; 6) descargar dicho recipiente concentrador de tal manera que dicha mezcla de poliolefina/gas se transfiere al interior del barril de purga de hidrocarburos

La presente invención se refiere a un procedimiento para un tratamiento de una poliolefina descargada de un reactor de polimerización de olefinas, al tiempo que se reduce al mínimo la cantidad de diluyente que es transferido desde el reactor a un barril de purga de hidrocarburos y se maximiza la recuperación de dicho diluyente del barril de purga.

El procedimiento puede además incluir etapas para el tratamiento de la corriente de ventilación de purga emitida desde dicho barril de purga.

De acuerdo con modalidades prácticas, el procedimiento de la invención implica reducir al mínimo el exceso de diluyente gaseoso que es transferido desde un recipiente de vaporización instantánea, que opera a presión media aguas abajo de un reactor de polimerización de olefinas, al barril de purga de hidrocarburos durante la transferencia del polímero en bruto desde el reactor de polimerización.

En los así llamados procedimientos de polimerización de olefinas en “suspensión espesa” ya conocidos, el material polimérico en bruto procedente del reactor de polimerización, que opera bajo una presión comparativamente elevada (de 1 x 105 a 4 x 105 Pa (10 a 40 bares)) y a una temperatura (generalmente entre 60 y 110º C), se somete a una caída de presión o liberación de presión y la mayoría del gas recuperado se separa por decantación o centrifugado en un recipiente de recogida. Sin embargo, parte habitualmente 10 a 20% en peso del gas, no se separa y se transfiere al así llamado barril de purga que opera a una presión más baja. Esto significa que una cantidad grande de hidrocarburos gaseosos procedentes del reactor de polimerización debe comprimirse de nuevo a una presión elevada -en una etapa consumidora de tiempo y energía -antes de que puedan reciclarse en el reactor de polimerización.

Por otro lado, cuando se descarga del reactor de polimerización, la suspensión espesa de polímero en bruto se encuentra en forma de un material que contiene cantidades importantes de diluyente, cantidades más pequeñas de monómero o monómeros olefínicos sin reaccionar y que puede contener pequeñas cantidades de catalizador, cocatalizador, otros hidrocarburos y cualquier otro material dependiendo del procedimiento de producción utilizado (de aquí en adelante referidos con el término colectivo “contaminantes”). Después de la liberación de presión, la resina polimérica en bruto se separa al interior del barril de purga antes mencionado a presión atmosférica aproximadamente, en donde se utiliza nitrógeno para purgar estos contaminantes. La corriente de ventilación de purga de esta etapa contiene nitrógeno, diluyente, monómero olefínico y otros materiales específicos del procedimiento.

Se conocen diferentes técnicas para separar los constituyentes de la corriente de ventilación de purga y reciclarlos en el procedimiento de polimerización.

En US 5.769.927 se describe un método y un aparato basados en la separación de gases por medio de membranas selectivas para separar los constituyentes del gas de ventilación.

Otro medio común para separar y reciclar los constituyentes del gas de ventilación es la condensación bajo presión.

Aunque estas técnicas proporcionan resultados aceptables en lo que se refiere a rendimiento, el tratamiento del gas de ventilación es una operación molesta y consumidora de energía, debido parcialmente al hecho de que se recuperan grandes cantidades del gas de ventilación a presiones bajas (próximas a la presión atmosférica) y los principales constituyentes, tales como el monómero y el diluyente, han de ser comprimidos a una presión elevada antes de que puedan ser reciclados en el reactor de polimerización.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento que reduce al mínimo las cantidades de productos útiles presentes a presión baja que han de ser reciclados en un procedimiento de polimerización.

Por tanto, en un primer aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para tratar una poliolefina descargada de un reactor de polimerización de olefinas que comprende la siguiente secuencia de etapas:

descargar de un reactor de polimerización una suspensión espesa que comprende poliolefina y diluyente; someter dicha suspensión espesa a una liberación de presión, de manera que se evapora el diluyente y se forma una mezcla de poliolefina/gas; descargar dicha mezcla de poliolefina/gas al interior de un recipiente de recogida; controlar un nivel de poliolefina sedimentada en el recipiente de recogida; transferir de forma discontinua la mezcla de poliolefina/gas del recipiente de recogida a un recipiente concentrador; descargar dicho recipiente concentrador de tal manera que dicha mezcla de poliolefina/gas se transfiere al interior del barril de purga de hidrocarburos.

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El significado de los siguientes términos, tal y como se emplean por toda la presente descripción, es como sigue.

El término “gas” significa un gas o un vapor.

El término “diluyente” significa un hidrocarburo líquido o gaseoso bajo condiciones normales (25º C, 1 x 104 Pa (1 bar)), preferentemente un hidrocarburo saturado C3-C8 no polimerizable, usado como un portador del polímero en el reactor de “suspensión espesa”.

El término “suspensión espesa” significa una suspensión de partículas de polímero en un líquido o un gas.

El término “barril de purga” significa un dispositivo diseñado para liberar el polímero en bruto de los gases o líquidos atrapados en las partículas de polímero; incluye un barril de purga tradicional, un secador o cualquier otro dispositivo adecuado con un tiempo de residencia importante.

De acuerdo con el procedimiento de la presente invención, el recipiente de recogida se llena, opcionalmente de forma continua, con la mezcla descomprimida de poliolefina/gas procedente de la salida de un reactor de polimerización.

La mezcla de poliolefina/gas se calienta preferentemente, en la línea de descarga del reactor al recipiente de recogida, preferentemente después de la descompresión. La temperatura de la mezcla de poliolefina/gas es idealmente una temperatura por encima del punto de rocío de la mezcla de gas, con suma preferencia de 5-10º C por encima del punto de rocío. El objeto de la invención consiste en conseguir polvo dentro del recipiente de recogida que se encuentre lo más seco posible tanto para reducir la carga de desgasificación en el sistema aguas abajo como también para mejorar la capacidad de flujo del polvo dentro del recipiente y desde el recipiente de recogida al recipiente de concentración. El recipiente de recogida está diseñado para evitar un potencial de polimerización, condensación y/o acumulación de sólidos dentro del recipiente. La entrada de la mezcla de poliolefina/gas al interior del recipiente de recogida es con preferencia tangencial respecto a la pared del recipiente y con suma preferencia también está angulada descendentemente en un ángulo comprendido entre 5 y 25 grados respecto a la horizontal, con suma preferencia en alrededor de 10 grados con respecto a la horizontal, para optimizar así el barrido de la pared del recipiente de recogida. El recipiente de recogida está preferentemente aislado y construido tanto para mantener la temperatura del polvo como para evitar un potencial de cualquier condensación sobre cualquiera de las paredes frías del recipiente. El recipiente también está diseñado para un flujo uniforme en sección transversal de los sólidos en la base del recipiente a través de un diseño apropiado del ángulo del cono, acabado superficial y tamaño/configuración de la boquilla de salida.

El tiempo de residencia en el recipiente de recogida puede ser un equilibrio entre los requisitos de desgasificación de la resina y el deseo de reducir al mínimo el potencial de una polimerización continua. Este óptimo dependerá de las características de la resina (por ejemplo, densidad, contenido amorfo, temperatura) y de los tipos y cantidades presentes de hidrocarburos. Cuando se trata polietileno de alta densidad procedente de un procedimiento en suspensión espesa empleando hexano-1 como comonómero e isobutano como diluyente, el nivel de sólido se controla preferentemente dentro de la sección de base cónica del recipiente de recogida, manteniendo idealmente el nivel máximo de sólidos en el recipiente de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para tratar una poliolefina descargada de un reactor de polimerización de olefinas que comprende la siguiente secuencia de etapas:

1) descargar de un reactor de polimerización una suspensión espesa que comprende poliolefina y diluyente; 2) someter dicha suspensión espesa a una liberación de presión, de manera que se evapora el diluyente y se forma una mezcla de poliolefina/gas;

3) descargar dicha mezcla de poliolefina/gas al interior de un recipiente de recogida; 4) controlar un nivel de poliolefina sedimentada en el recipiente de recogida; 5) transferir de forma discontinua la mezcla de poliolefina/gas del recipiente de recogida a un recipiente

concentrador; 6) descargar dicho recipiente concentrador de tal manera que dicha mezcla de poliolefina/gas se transfiere al interior del barril de purga de hidrocarburos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde el recipiente de recogida se alimenta de forma continua.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en donde se hacen funcionar en paralelo dos o más recipientes concentradores.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el recipiente de recogida se descarga de forma continua pero el recipiente concentrador o los recipientes concentradores se alimentan de forma discontinua.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde después de llenar el recipiente concentrador, la presión se equilibra a un recipiente concentrador paralelo a una presión más baja antes de descargar dicho recipiente concentrador lleno.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, que comprende además la siguiente secuencia de etapas:

a) abrir la válvula de admisión de un primer recipiente de concentración que también tiene una válvula de descarga, de tal manera que se transfiere un volumen predeterminado de dicha mezcla de poliolefina/gas al interior de dicho primer recipiente de concentración;

b) cerrar la válvula de admisión de dicho primer recipiente de concentración;

c) abrir una válvula de compensación de la presión que conecta dicho primer recipiente de concentración con un recipiente de concentración paralelo, comprendiendo también dicho recipiente paralelo una válvula de admisión y una válvula de descarga, con el fin de equilibrar la presión entre el primer recipiente de concentración y el recipiente de concentración paralelo;

d) cerrar dicha válvula de compensación de la presión;

e) abrir la válvula de descarga de dicho primer recipiente de concentración, de manera que se transfiere la mezcla de poliolefina/gas al interior de un barril de purga de hidrocarburos;

f) abrir la válvula de admisión de dicho recipiente de concentración paralelo cuando la mezcla de poliolefina/gas ha alcanzado un nivel predeterminado en dicho recipiente de recogida;

g) llenar dicho recipiente de concentración paralelo con la mezcla de poliolefina/gas;

h) cerrar la válvula de admisión de dicho recipiente de concentración paralelo;

i) abrir la válvula de compensación de la presión que conecta dicho primer recipiente de concentración con dicho recipiente de concentración paralelo, con el fin de equilibrar la presión entre el primero y segundo recipientes de concentración; j) cerrar dicha válvula de compensación de la presión;

k) abrir la válvula de descarga de dicho recipiente concentrador paralelo de manera que la mezcla de poliolefina/gas se transfiera a dicho barril de purga de hidrocarburos.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además las siguientes etapas:

l) purgar dicho barril de purga de hidrocarburos con un gas de purga y producir una corriente de ventilación de purga;

m) comprimir y enfriar dicha corriente de ventilación de purga, resultando con ello la condensación parcial de la corriente, con lo que la corriente se divide en una porción condensada rica en diluyente y una porción no condensada rica en gas de purga;

n) dividir la porción no condensada en dos partes;

o) recircular la primera parte de la porción no condensada al barril de purga;

p) tratar la segunda parte de la porción no condensada en una unidad de separación, para crear una corriente rica en gas de purga y una corriente mixta;

q) recircular la corriente de gas de purga enriquecida al barril de purga y retornar la corriente mixta a la corriente de ventilación de purga, aguas arriba de la etapa de compresión.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en donde la unidad de separación comprende una unidad de separación por membrana.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en donde dicha unidad de separación por membrana tiene una selectividad por la olefina, en relación con el gas de purga, de al menos 5.

10. Procedimiento según la reivindicación 1 o 3, en donde la mezcla de poliolefina/gas descargada del recipiente concentrador contiene menos de 2,5% en peso de gas.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en donde la mezcla de poliolefina/gas descargada del recipiente concentrador contiene menos de 1,75% en peso de gas, preferentemente menos de 1% en peso de gas.

12. Procedimiento según la reivindicación 7, en donde la relación de gas de purga de reposición nuevo a gas de purga reciclado, empleada en el barril de purga, es menor de 0,15, preferentemente menor de 0,05.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde más del 95% en peso de los hidrocarburos descargados con la poliolefina de un reactor de polimerización de olefinas se recicla a un reactor de polimerización en forma de líquido.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el flujo de gas de purga de reposición nuevo introducido en el barril de purga es menor de 5 Nm3/t de poliolefina, más preferentemente menor de 1 Nm3/t de poliolefina, y muy preferentemente se recicla la totalidad del gas de purga empleado en el barril de purga.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se consume menos de 15 kW/te de polímero producido de energía en la purificación y reciclo del gas de purga alrededor del barril de purga.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la poliolefina tratada que sale del barril de purga contiene menos de 40 ppm de compuestos orgánicos volátiles (VOC).