Agentes de condensación inducida de bajo peso molecular.

Un proceso de polimerización en fase gaseosa que comprende las etapas de:

hacer pasar una corriente de reciclado a través de un lecho fluidizado en un rector de lecho fluidizado de fase gaseosa, en el que la corriente de reciclado comprende un componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío, en el que el componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío es un hidrocarburo saturado o insaturado no polimerizable que contiene de 3 a 4 átomos de carbono, y un componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío, en el que el componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío comprende un hidrocarburo C5 a C10 saturado o insaturado no polimerizable; controlar la relación molar de la cantidad del componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío con respecto al componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío en la corriente de reciclado a un valor superior a 20/80; y polimerización de al menos un monómero de alfa-olefina en presencia de un catalizador, en el que la polimerización se realiza de forma condensada, y en el que el nivel de fluido condensable en la corriente de reciclado que penetra al reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa es superior a 2 por ciento en moles sobre la base de los moles totales de la corriente de reciclado que entra en el reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa.

Agentes de condensación inducida de bajo peso molecular

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un proceso de polimerización en fase gaseosa que opera con componentes que disminuyen el punto de rocío en el gas de ciclo.

Antecedentes de la invención

Los avances en la polimerización y en los catalizadores han dado como resultado la capacidad de producir muchos polímeros nuevos que tienen propiedades físicas y químicas mejoradas útiles en una amplia diversidad de productos y aplicaciones importantes. Con el desarrollo de nuevos catalizadores, la elección del tipo de polimerización (en

solución, en suspensión, de alta presión o en fase gaseosa) para producir un polímero particular se ha expandido ampliamente. Además, los avances en la tecnología de polimerización han proporcionado procesos más eficaces, muy productivos y económicamente mejorados. Independientemente de estos avances tecnológicos en la industria de la poliolefina, todavía existen problemas comunes, así como nuevos retos. Por ejemplo, la operación estable de un proceso en fase gaseosa con velocidades de producción altas usando componentes que aumentan el punto de rocío permanece siendo un reto, que puede ser dependiente, en particular, del polímero que se está produciendo, del sistema catalítico usado y del componente que aumenta el punto de rocío particular usado.

La fluidización inestable, aglomeración, incrustación, laminado y/o generación estática en un proceso en fase gaseosa continuo, en, por ejemplo, el lecho fluidizado, intercambiadores de calor, placas distribuidoras y sondas,

puede ser causante de la operación ineficaz de varios sistemas del reactor. En un proceso en fase gaseosa continuo, el gas de ciclo que fluye hacia arriba fluidiza un lecho de partículas de resina. El gas de ciclo se elimina de la parte superior del recipiente de reacción como una corriente de reciclado, se comprime y se hace pasar a través de un dispositivo de refrigeración y se lleva de nuevo a la parte inferior del recipiente de reacción. El sistema de reciclado se usa por varias razones, incluidas la eliminación del calor generado en el proceso por medio de la reacción de polimerización. Una interrupción, desviación o bloqueo del flujo de gas de ciclo a través de cualquier parte del lecho fluidizado puede dar como resultado problemas de operación significativos.

Es bien conocido que la operación estable de reactores de lecho fluidizado en la producción de polímeros requiere evitar condiciones que den como resultado un polímero pegajoso o la fusión de partículas de resina en el lecho 35 fluidizado. Los polímeros pegajosos o cohesivos causan una serie de problemas en los sistemas de reactor de fase gaseosa. Por ejemplo, los polímeros pegajosos pueden reducir la calidad de la fluidización que tiene lugar dentro del reactor y pueden reducir el grado de mezclado interno a niveles inferiores a niveles mínimos requeridos para dispersar el catalizador y mantener el control de temperatura estable. El resultado más común de pegajosidad excesiva de la resina es la formación de pequeños aglomerados esféricos que se acumulan sobre la placa y alterna la fluidización. Además, la pegajosidad del polímero puede provocar la deposición de producto polimérico sobre las paredes de la sección prolongada del reactor, que a menudo da como resultado la formación de láminas de cúpula (masas sólidas de material polimérico depositadas sobre las paredes de la cúpula o sección prolongada del reactor) . En muchos casos estás láminas de cúpula son grandes y masivas, y contienen hasta 1000 kg de polímero aglomerado. Estas láminas de cúpula caen eventualmente de la cúpula y se acumulan sobre la placa distribuidora,

donde interfieren en la fluidización. En algunos casos, las láminas de cúpula bloquean el puerto de descarga del producto, y fuerzan la parada del reactor para su limpieza. En casos más extremos, una lámina de cúpula grande puede interrumpir la fluidización en una región localizada por encima de la placa y causar la formación de una barrera. Por estas razones es deseable tener medios de prevención de la pegajosidad excesiva del producto polimérico.

Se piensa que la pegajosidad del polímero es una función de varias variables de proceso y producto dentro del reactor. Las variables de proceso relevantes incluyen la temperatura de reacción y las concentraciones (o presiones parciales) de componentes condensables tales como 1-buteno e isopentano en la fase gaseosa el reactor. En general, la pegajosidad del polímero se promueve mediante una temperatura de reacción superior y concentraciones

más altas de materiales condensables. Las propiedades importantes del producto incluyen la densidad de la resina, el peso molecular (o índice de fusión) y la distribución de pesos moleculares (MWD) . En general, la pegajosidad del polímero se promueve mediante una densidad de resina inferior, un peso molecular inferior (índice de fusión superior) y una distribución de pesos moleculares más amplia (Mw/Mn = MWD) .

También se sabe que el polímero que abandona el reactor de fase gaseosa contiene cantidades significativas de gases disueltos, incluidos monómeros, comonómeros y componentes que aumentan el punto de rocío. Además, una cantidad de gas de ciclo del reactor también se arrastra con el polímero que abandona el sistema de reacción. Estos gases disueltos y arrastrados se separan del polímero en un sistema de purga de polímero. Los gases arrastrados, los gases disueltos y otros gases que abandonan el sistema de reacción se recuperan en sistemas de recuperación

de la ventilación usando métodos de compresión, congelación y condensación.

Los reactores de lecho fluidizado usados para producir resina de polietileno se operan normalmente a una temperatura de reacción relativamente alta. Por ejemplo, en la producción de una resina de película de densidad baja típica (0, 917 g/c3 de densidad, 1 dg/min de índice de fusión) producida con catalizador de metaloceno o de Ziegler-Natta, la temperatura de reacción se opera típicamente a 85 ºC. Una temperatura de reactor relativamente

alta proporciona un diferencial de temperatura relativamente alto sobre la temperatura del agua de refrigeración (que opera típicamente de 25 a 35 ºC) . Esto, en la práctica convencional, se piensa que proporciona una capacidad de eliminación de calor máxima para velocidades de producción máximas.

Sería deseable tener un proceso de producción de polímero que carezca de aglomeración o pegajosidad de polímeros. También sería deseable tener un proceso que permita concentraciones más altas de materiales condensable y/o temperaturas de punto de rocío más elevadas en los reactores para velocidades de producción más altas. Es incluso más deseable operar con un nivel de componentes condensables superior mientras que se mejora la recuperación de estos componentes condensables del recipiente de purga y de otras corrientes de ventilación del reactor.

Nuestros hallazgos indican que cuando se incluyen componentes de bajo peso molecular que condesan el punto de rocío en el gas de ciclo del reactor, el punto de rocío máximo determinado previamente del gas de ciclo con relación a la temperatura del lecho se había limitado innecesariamente debido a motivos que conciernen a la pegajosidad del polímero. Hallamos que es posible operar con un punto de rocío que sea más cercano a la temperatura del lecho que lo que se pensaba anteriormente aumentando la cantidad de componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío y aumentando realmente las velocidades de producción máximas mientras que se evitan problemas de pegajosidad de la resina. También hallamos que la recuperación de componentes condensables del recipiente de purga y de corrientes de ventilación del reactor puede mejorarse usando un sistema de recuperación mejorado.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un proceso de polimerización en fase gaseosa que comprende las etapas de hacer pasar una corriente de reciclado a través de un lecho fluidizado en un rector de lecho fluidizado de fase gaseosa, en el que la corriente de reciclado comprende un componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío, en el que el componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío es un hidrocarburo saturado o insaturado no polimerizable que contiene de 3 a 4 átomos de carbono, y un componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío, en el que el componente que aumenta el punto de rocío de alto peso molecular comprende un hidrocarburo C5 a C10 saturado o insaturado no polimerizable, controlar la relación... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de polimerización en fase gaseosa que comprende las etapas de: hacer pasar una corriente de reciclado a través de un lecho fluidizado en un rector de lecho fluidizado de fase gaseosa, en el que la corriente de 5 reciclado comprende un componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío, en el que el componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío es un hidrocarburo saturado o insaturado no polimerizable que contiene de 3 a 4 átomos de carbono, y un componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío, en el que el componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío comprende un hidrocarburo C5 a C10 saturado o insaturado no polimerizable; controlar la relación molar de la cantidad del 10 componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío con respecto al componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío en la corriente de reciclado a un valor superior a 20/80; y polimerización de al menos un monómero de alfa-olefina en presencia de un catalizador, en el que la polimerización se realiza de forma condensada, y en el que el nivel de fluido condensable en la corriente de reciclado que penetra al reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa es superior a 2 por ciento en moles sobre la base de los moles totales de la

corriente de reciclado que entra en el reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa.

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que al menos un monómero de alfa-olefina está seleccionado del grupo que consta de etileno, propileno, butano, hexeno, octeto y mezclas de los mismos.

3. El proceso de la reivindicación 1 ó 2, en el que el nivel de fluido condensable es superior al 10 por ciento en moles.

4. El proceso de la reivindicación 1 ó 2, en el que el nivel de fluido condensable es superior al 25 por ciento en

moles. 25

5. El proceso de la reivindicación 1 ó 2, en el que el nivel de fluido condensable es superior al 30 por ciento en moles.

6. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la catálisis está seleccionada del grupo que

consta de un sistema catalítico de tipo Ziegler-Natta; un sistema catalítico de óxido de cromo; un sistema catalítico de organocromo; un sistema catalítico de sitio único; y mezclas de los mismos.

7. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el componente de bajo peso molecular que

aumenta el punto de rocío está seleccionado del grupo que consta de propano, n-butano, isobutano y mezclas de los 35 mismos.

8. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío está seleccionado del grupo que consta de n-pentano, isopentano, neopentano, nhexano, isohexano, n-heptano, n-octano y mezclas de los mismos.

9. El proceso de la reivindicación 1, en el que la relación molar del componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío con respecto al componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío es superior a 30/70.

10. El proceso de la reivindicación 9, en el que la relación molar del componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío con respecto al componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío está en un intervalo de 30/70 a 90/10.

11. El proceso de la reivindicación 9, en el que la relación molar del componente de bajo peso molecular que

aumenta el punto de rocío con respecto al componente de alto peso molecular que aumenta el punto de rocío está en un intervalo de 40/60 a 80/20.

12. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la relación del componente de bajo peso molecular que aumenta el punto de rocío con respecto al componente de alto peso molecular que aumenta el punto

de rocío está controlada de modo que la temperatura de aproximación del punto de rocío de la corriente de reciclado sea inferior a la temperatura de aproximación del punto de rocío cuando se opera con el componente de peso molecular superior que aumenta el punto de rocío solo.

13. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de aproximación del 60 punto de rocío es inferior a 20 ºC.