Procedimiento de reemplazo de catalizadores para la polimerización de etileno compatibles.

Procedimiento para optimizar el suministro secuencial de al menos dos catalizadores para la polimerización deetileno a un reactor para la polimerización de etileno,

que comprende:

- transferir a un recipiente de mezclado un primer catalizador para la polimerización de etileno y un primerdiluyente,

- disminuir la concentración de dicho primer catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente demezclado,

- transferir a dicho recipiente de mezclado un segundo catalizador para la polimerización de etileno y unsegundo diluyente,

- sustituir progresivamente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno con dicho segundocatalizador para la polimerización de etileno y dicho primer diluyente por dicho segundo diluyente,

- aumentar la concentración de dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipientede mezclado,

- transferir secuencialmente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno y dicho segundocatalizador para la polimerización de etileno desde dicho recipiente de mezclado a un reactor para lapolimerización de etileno.

Procedimiento de reemplazo de catalizadores para la polimerización de etileno compatibles Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para sustituir un catalizador para la polimerización de etileno con otro catalizador para la polimerización de etileno que es compatible con el catalizador para la polimerización de etileno usado previamente. La presente invención se puede usar ventajosamente en la producción de productos químicos, específicamente en la producción de polietileno.

Antecedentes de la invención El polietileno (PE) es sintetizado mediante la polimerización de monómeros de etileno (CH2=CH2) . Debido a que es barato, seguro, estable en la mayoría de los entornos y fácil de procesar, los polímeros de polietileno son útiles en muchas aplicaciones. De acuerdo con las propiedades, el polietileno se puede clasificar en varios tipos, tales como, pero no limitado a, LDPE (Polietileno de Baja Densidad) , LLDPE (Polietileno Lineal de Baja Densidad) , y HDPE (Polietileno de Alta de Densidad) . Cada tipo de polietileno tiene propiedades y características diferentes.

Las polimerizaciones de etileno se realizan frecuentemente en un reactor de bucle que usa monómero de etileno, diluyente líquido y catalizador, opcionalmente uno o más co-monómeros, e hidrógeno. La polimerización en un reactor de bucle se realiza normalmente en condiciones de suspensión, con el polímero producido normalmente en una forma de partículas sólidas que se suspenden en el diluyente. La suspensión en el reactor se hace circular continuamente con una bomba para mantener una suspensión eficaz de las partículas sólidas de polímero en el diluyente líquido. La suspensión de polímero se descarga del reactor de bucle por medio de etapas de sedimentación, que funcionan en un procedimiento por lotes para recuperar la suspensión. La sedimentación en las etapas se usa para aumentar la concentración de sólidos de la suspensión recuperados finalmente como suspensión del producto. La suspensión del producto se descarga adicionalmente a un recipiente de vaporización instantánea a través de líneas calentadas de vaporización instantánea, donde la mayoría del diluyente y de los monómeros sin reaccionar se retiran por vaporización instantánea y se reciclan.

Como alternativa, la suspensión del producto se puede suministrar a un segundo reactor de bucle conectado en serie con el primer reactor de bucle en el que se puede producir una segunda fracción de polímero. Típicamente, cuando se usan dos reactores en serie de esta manera, el producto de polímero resultante es un producto de polímero bimodal, que comprende una primera fracción de polímero producida en el primer reactor y una segunda fracción de polímero producida en el segundo reactor, y tiene una distribución de peso molecular bimodal.

Después de recoger el producto de polímero del reactor y de retirar los restos de hidrocarburos, el producto de polímero se seca, se pueden añadir aditivos y, finalmente, el polímero se puede extruir y peletizar.

Durante el procedimiento de extrusión, los ingredientes que incluyen el producto de polímero, aditivos opcionales, etc, se mezclan íntimamente para obtener un compuesto tan homogéneo como sea posible. Normalmente, esta mezcla se realiza en una extrusora en la que los ingredientes se mezclan juntos y el producto de polímero y opcionalmente algunos de los aditivos se funden de manera que se puede producir una mezcla íntima. La masa fundida se extruye después en una varilla, se enfría y se granula, por ejemplo, para formar pelets. De esta forma, el compuesto resultante se puede usar después para la fabricación de diferentes objetos.

La polimerización de etileno implica la polimerización del monómero de etileno en el reactor en presencia de un catalizador de polimerización y opcionalmente, y si fuera necesario dependiendo del catalizador usado, de un agente de activación. Los catalizadores adecuados para la preparación de polietileno, comprenden catalizadores de tipo cromo, catalizadores de Ziegler-Natta y catalizadores de metaloceno. Típicamente, el catalizador se usa en forma de partículas. El polietileno se produce en forma de una resina/polvo con una partícula dura de catalizador en el núcleo de cada grano de polvo.

Se han desvelado varios sistemas que implican la preparación y el suministro de suspensión de catalizador a una reacción de polimerización. En general, para preparar una suspensión de catalizador, una mezcla de partículas secas de catalizador sólido y de diluyente se distribuyen en un recipiente para la mezcla de catalizador y se mezclan minuciosamente. Después dicha suspensión de catalizador se transfiere típicamente a un reactor de polimerización para la puesta en contacto con los reactivos de monómero, generalmente en condiciones de alta presión.

En la técnica se conoce que para la producción de polímeros de etileno que tienen propiedades adecuadas es importante la transición adecuada entre las campañas de producción que usan diferentes catalizadores de polimerización. El cambio inadecuado de un primer catalizador a un segundo catalizador puede dar como resultado perturbaciones en un régimen de estado estable del reactor de polimerización, largos periodos de transición, producción de material de transición inadecuado para su uso posterior, por ejemplo en una aplicación.

En vista de lo mencionado anteriormente, sigue existiendo la necesidad en la técnica para optimizar el suministro secuencial de al menos dos catalizadores para la polimerización de etileno a un reactor para la polimerización de etileno. La presente invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento que permita que un procedimiento de transición de catalizador se pueda mejorar adicionalmente.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para optimizar el suministro secuencial de al menos dos catalizadores para la polimerización de etileno a un reactor para la polimerización de etileno, como se proporciona mediante la reivindicación 1.

Específicamente, la presente invención proporciona un procedimiento para optimizar el suministro secuencial de al menos dos catalizadores para la polimerización de etileno a un reactor para la polimerización de etileno que comprende:

- transferir a un recipiente de mezclado un primer catalizador para la polimerización de etileno y un primer diluyente,

- disminuir la concentración de dicho primer catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado,

- transferir a dicho recipiente de mezclado un segundo catalizador para la polimerización de etileno y un segundo diluyente,

- sustituir progresivamente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno con dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno y dicho primer diluyente con dicho segundo diluyente,

- aumentar la concentración de dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado,

- transferir secuencialmente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno y dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno a partir de dicho recipiente de mezclado a un reactor para la polimerización de etileno.

El procedimiento que se ha proporcionado anteriormente permite la transición de un tipo de catalizador a otro en la producción de polímero de etileno en un reactor comercial. Por lo tanto, los polímeros que tienen propiedades y características diferentes tal y como se obtienen usando otro sistema de catalizador se pueden producir en el mismo equipo. La transición entre catalizadores similares o compatibles se consigue fácilmente.

Una transición a partir de una reacción de polimerización catalizada por un primer catalizador a una reacción de polimerización catalizada por un segundo catalizador normalmente se realiza deteniendo el procedimiento de polimerización, vaciando el reactor, recargando y después introduciendo el segundo catalizador en el reactor. Dichos cambios de catalizador requieren mucho tiempo y son costosos ya que durante la transición es necesaria una parada del reactor durante un periodo de tiempo prolongado. El procedimiento de la presente invención permite que una reacción de polimerización se ejecute sin ser inhibida o sin ser detenida para cambiar el catalizador.

La optimización del suministro de catalizador a un reactor para la polimerización de etileno permite que el tiempo de transición se reduzca al mínimo. Esto es ventajoso para la reducción de la cantidad del producto de transición producido. Como el producto de transición es material de desecho, es de interés económico reducirlo al mínimo,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para optimizar el suministro secuencial de al menos dos catalizadores para la polimerización de etileno a un reactor para la polimerización de etileno, que comprende:

-transferir a un recipiente de mezclado un primer catalizador para la polimerización de etileno y un primer diluyente,

-disminuir la concentración de dicho primer catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado,

-transferir a dicho recipiente de mezclado un segundo catalizador para la polimerización de etileno y un segundo diluyente,

-sustituir progresivamente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno con dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno y dicho primer diluyente por dicho segundo diluyente,

-aumentar la concentración de dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado,

-transferir secuencialmente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno y dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno desde dicho recipiente de mezclado a un reactor para la polimerización de etileno.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, mediante el cual dicho primer diluyente es el mismo que dicho segundo diluyente y preferentemente comprende isobutano.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, mediante el cual el aumento o la disminución de una concentración se obtiene mediante el aumento o la disminución de dicho primer diluyente o de dicho segundo diluyente transferido a dicho recipiente de mezclado.

4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, mediante el cual la disminución de dicha concentración de dicho primer catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado, se obtiene mediante el aumento de una cantidad relativa de dicho primer diluyente a dicho primer catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado.

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, mediante el cual el aumento de dicha concentración de dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado, se obtiene mediante la disminución de la cantidad relativa de dicho segundo diluyente a dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno en dicho recipiente de mezclado.

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, mediante el cual la transferencia secuencialmente de dicho primer catalizador para la polimerización de etileno y dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno es proporcionado a dicho reactor para la polimerización de etileno, preferentemente un reactor de doble bucle, con una concentración adecuada de catalizador para la producción de polietileno, preferentemente polietileno bimodal, cuando se produce dicho polietileno.

7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, mediante el cual dicho primer y/o dicho segundo diluyente es inyectado en un conducto para transferir dicho primer catalizador para la polimerización de etileno y/o dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno a dicho recipiente de mezclado.

8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, mediante el cual dicho primer catalizador para la polimerización de etileno es sustituido con dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno después de alcanzar una concentración de catalizador establecida previamente en dicho recipiente de mezclado adecuada para la polimerización de etileno.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, mediante el cual dicha concentración de catalizador establecida previamente es una concentración de catalizador, expresada en peso de diluyente en dicho recipiente de mezclado, de entre un 0, 05 y un 2, 9 por ciento en peso, más preferentemente entre un 0, 1 y un 0, 3 por ciento en peso, más preferentemente un 0, 2 por ciento en peso.

10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende adicionalmente la etapa de reducción de etileno en dicho reactor para la polimerización de etileno antes de sustituir progresivamente dicho primer catalizador para la polimerización de etileno con dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende adicionalmente la etapa de: transferir dicho primer catalizador para la polimerización de etileno y/o dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno desde dicho recipiente de mezclado a dicho reactor para la polimerización de etileno a un caudal ajustado a dicho etileno.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 o 11, mediante el cual dicho etileno es disminuido en al menos un dos por ciento, preferentemente al menos un 5 por ciento, más preferentemente como máximo un 10 por ciento.

13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende adicionalmente la etapa de: disminuir el hidrógeno y/o el co-monómero en dicho reactor para la polimerización de etileno.

14. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, mediante el cual dichos primeros catalizadores para la polimerización de etileno y dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno son 5 seleccionados entre una lista que consiste en un catalizador de metaloceno, un catalizador de Ziegler-Natta y un catalizador de cromo, y mediante el cual dicho primer catalizador para la polimerización de etileno es diferente de dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno; preferentemente cualquiera dedichos primeros catalizadores para la polimerización de etileno o dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno es un catalizador de sitio único, más preferentemente un catalizador de metaloceno, lo más preferentemente un catalizador

de metaloceno soportado por vehículo.

15. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, mediante el cual dicho primer catalizador para la polimerización de etileno es sustituido con dicho segundo catalizador para la polimerización de etileno dentro, como máximo, de 2 horas, preferentemente como máximo de 1, 5 horas, lo más preferentemente como máximo de 1 hora.