Procedimiento de reciclaje de corrientes de productos separadas de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos.

Procedimiento para reciclar corrientes de producto separadas de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos que comprende monómero de olefina,

uno o más comonómeros de olefina opcionales, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como H2, N2, O2, CO, CO2 y formaldehído, en el que dicha corriente de alimentación que contiene hidrocarburos es separada mediante las etapas de:

a) introducir dicha corriente de alimentación a una primera columna de destilación (1) para someter dicha alimentación a condiciones de destilación adecuadas para eliminar

a1) una corriente de fondo (5) que comprende diluyente de hidrocarburo y uno o más comonómeros opcionales, y

a2) una corriente de cabeza (6) que comprende diluyente de hidrocarburo, monómero de olefina y componentes tales como H2, N2, O2, CO, CO2, y formaldehído;

b) condensar la corriente de cabeza (6) emitida de la primera columna de destilación (1) en la etapa a2) para formar un condensado y almacenar dicho condensado en un separador (108) adaptado para separar una corriente de vapor (106) y una corriente de líquido (8);

c) eliminar de dicho separador (108) dicha corriente de vapor (106) que comprende monómero de olefina, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como formaldehído, H2, N2, O2, CO y CO2;

d) condensar la corriente de vapor (106) eliminada en la etapa c) para formar un condensado (13) y almacenar dicho condensado en un separador (208) adaptado para separar una corriente de vapor (14) y una corriente de líquido (15);

e) eliminar de dicho separador (208) dicha corriente de líquido (15) de la etapa d);

f) separar dicha corriente de líquido (15) en una primera corriente lateral (9) que comprende diluyente de hidrocarburo y monómero de olefina, y una corriente restante (16);

g) introducir dicha corriente restante (16) en una segunda columna de destilación (2) y someter dicha corriente restante (16) a condiciones de destilación adaptadas para eliminar

g1) una corriente de fondo (11) que comprende diluyente de hidrocarburo sustancialmente libre de olefinas,

g2) una segunda corriente lateral (10) sustancialmente libre de hidrógeno que comprende diluyente de hidrocarburo y monómero de olefina, y

g3) una corriente de vapor de cabeza (12) que comprende monómero de olefina, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como formaldehído, H2, N2, O2, CO y CO2,

además en el que dicha primera (9) y dicha segunda (10) corrientes laterales se reciclan en un procedimiento de polimerización para preparar poliolefina bimodal que comprende al menos dos fracciones de poliolefina diferentes que se han obtenido en dos reactores de polimerización diferentes conectados entre sí en serie, y en el que una de dichas fracciones tiene un peso molecular mayor que dicha otra fracción, y en el que dicha segunda corriente lateral (10) se reutiliza en el procedimiento de polimerización en el que se prepara la fracción de poliolefina que tiene peso molecular más alto, y en el que dicha primera corriente lateral (9) se reutiliza en el procedimiento de polimerización en el que se prepara la otra fracción de poliolefina.

Procedimiento de reciclaje de corrientes de productos separadas de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos Campo de la invención La presente invención se refiere, en general a la polimerización de olefinas. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento de separación de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos que comprende monómero de olefina, uno o más comonómeros opcionales y diluyente hidrocarburo en diferentes corrientes de producto, e incluye el reciclado de las corrientes de productos separados en un procedimiento de polimerización para la preparación de poliolefina bimodal. La presente invención se refiere también a una optimización del sistema de reciclado y a un procedimiento durante la polimerización de olefinas.

Antecedentes de la invención La polimerizaciones de olefinas se llevan a cabo frecuentemente usando monómero, diluyente y catalizador, y opcionalmente comonómeros e hidrógeno en un reactor. Cuando la polimerización se realiza en condiciones de suspensión, el producto consiste, normalmente, en partículas sólidas que están en suspensión en un diluyente. El contenido de suspensión del reactor se hace circular continuamente con una bomba para mantener una suspensión eficaz de las partículas sólidas del polímero en el diluyente líquido. El producto se descarga por medio de ramales de sedimentación, que funcionan de forma discontinua para recuperar el producto. La sedimentación en los ramales se usa para aumentar la concentración de sólidos de la suspensión finalmente recuperada en forma de suspensión del producto.

Como alternativa, la suspensión de producto se puede alimentar a un segundo reactor conectado en serie al primer reactor, en el que se puede producir una segunda fracción polimérica. Normalmente, cuando se utilizan de esta forma dos reactores en serie, el producto polimérico resultante es un producto polimérico bimodal, que comprende una primera fracción polimérica producida en el primer reactor y una segunda fracción polimérica producida en el segundo reactor, y presenta una distribución de peso molecular bimodal. El producto resultante también estará constituido normalmente por partículas sólidas en suspensión en un diluyente y después se descargará del segundo reactor usando ramales de sedimentación de una manera similar a como se ha explicado anteriormente.

El producto en suspensión recuperado en un procedimiento de polimerización de olefinas comprende una suspensión de sólidos poliméricos en un líquido que contiene diluyente, monómero sin reaccionar disuelto, y opcionalmente comonómero sin reaccionar disuelto. De forma típica, este líquido también incluye indicios de elementos más pesados, como por ejemplo, oligómeros, y componentes más ligeros, entre los que se incluyen H2, N2, O2, CO y/o CO2. Por lo general, el catalizador estará contenido en el polímero.

Una vez recuperada del reactor, la suspensión de producto se descarga a un tanque de evaporación instantánea, a través de conductos de evaporación instantánea, en el que la mayor parte del diluyente y los monómeros sin reaccionar y los comonómeros opcionalmente sin reaccionar se evaporan de forma instantánea. Después, es muy conveniente tratar adicionalmente los vapores con el fin de recuperar el monómero sin reaccionar, el comonómero opcionalmente sin reaccionar y el diluyente, ya que existe un interés económico en la reutilización de estos componentes separados incluyendo el monómero, comonómero, y el diluyente, en un procedimiento de polimerización.

En la técnica se sabe que una corriente de vapor que comprende un monómero sin reaccionar, comonómero sin reaccionar y diluyente emitida del efluente de un procedimiento de polimerización se puede tratar en un sistema de destilación para la separación de sus componentes. De forma tradicional, el diluyente es capturado a través de un procedimiento complicado, de tal forma que dicho diluyente se puede reciclar al reactor.

La patente de EE.UU. N º 4.589.957, por ejemplo, describe un procedimiento de separación de una corriente de vapor que contiene hidrocarburos que comprende monómero, comonómero y diluyente emitida del efluente de un procedimiento de homo-polimerización y/o copolimerización. El procedimiento descrito comprende someter la corriente de vapor a una destilación de dos etapas provista de una zona de acumulación común en la que el condensado de la zona de acumulación sirve de fuente de alimentación para la segunda destilación y reflujo para la primera destilación.

Sin embargo, un problema que se encuentra en muchos sistemas de destilación, es que existe una separación sub

- óptima de los componentes más ligeros, entre los que se incluyen H2, N2, O2, CO y / o CO2, del diluyente recuperado. Como resultado, el uso de corrientes de diluyentes separados que contienen estos componentes en un procedimiento de polimerización puede reducir seriamente la eficacia de la polimerización y dar como resultado condiciones sub - óptimas de polimerización. Especialmente, en el caso de volver a utilizar corrientes de diluyentes separados en un procedimiento de polimerización para preparar producto polimérico bimodal, es por ejemplo

necesario para recuperar corrientes de diluyentes en las que la cantidad residual de componentes más ligeros tales como hidrógeno, se reduce de forma sustancial con el fin de posibilitar el uso de estas corrientes de diluyentes en reactores en los que se prepara el componente con peso molecular más alto de un producto polimérico bimodal.

Un ejemplo de un procedimiento de recuperación que se aplica actualmente para cumplir con este requisito implica la producción de grandes cantidades de corrientes de diluyentes que están sustancialmente libres de olefina. Sin embargo, tal procedimiento de recuperación implica la reutilización de una corriente de diluyente que, de hecho, es demasiado pura para ese propósito ya que carece sustancialmente de monómero de olefina y, por lo tanto, es demasiado costosa para ese uso. Además, los procedimientos de separación adaptados para recuperar grandes cantidades de diluyente sustancialmente libre de olefina conlleva una serie de problemas e inconvenientes, incluyendo, entre otras cosas, que requiere grandes cantidades de energía para llevar a cabo el procedimiento de separación, dando como resultado mayores cantidades de monómeros de olefina que se tienen que separar de los componentes más ligeros, tales como los indicados anteriormente; aumento de pérdida de monómero de olefina, estabilidad reducida de los sistemas de destilación; etc.

El documento US6045661 se refiere a la recuperación del diluyente y monómero y comonómero sin reaccionar del efluente de un reactor de polimerización. El sistema usado se ilustra en la figura 1. Comprende principalmente dos columnas y varios ciclos de compresión/separación. Se puede aplicar a la recuperación de monómeros tales como comonómeros de etileno y olefina C4-10 en un diluyente tal como isobutano, pentano o isopentano. El procedimiento se describe más detalladamente en las columnas 4 y 5, haciendo referencia entre otros a un acumulador 88 correspondiente al acumulador 108 de la figura 1, adjunta, y otro acumulador 96 correspondiente al acumulador presente 208.

Teniendo en cuenta lo anterior, permenece la necesidad en la técnica de optimizar procedimientos para reciclar corrientes de alimentación que contienen hidrocarburos que se tienen que separar en corrientes que se pueden reciclar a un procedimiento de polimerización, en especial en los que se preparan poliolefinas bimodales, tales como por ejemplo polietileno bimodal. Además, existe la necesidad en la técnica de proporcionar un procedimiento para reciclar diluyentes que es menos costoso de construir y/o de hacer funcionar.

Sumario Los solicitantes proporcionan un procedimiento que resuelve al menos algunos de los problemas anteriormente mencionados. Con respecto a esto, se proporciona un procedimiento optimizado para separar una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos en corrientes de productos diferentes y para reutilizar dichas corrientes de productos separados. Más en particular, el procedimiento proporcionado en la presente memoria descriptiva permite reciclar de forma óptima las corrientes separadas en un procedimiento de polimerización para preparar polímero bimodal.

En un primer aspecto, la invención proporciona con respecto a esto un procedimiento para reciclar corrientes de producto separadas de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos que comprende monómero de olefina, uno o más comonómeros de olefina opcionales, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como H2, N2, O2,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para reciclar corrientes de producto separadas de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos que comprende monómero de olefina, uno o más comonómeros de olefina opcionales, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como H2, N2, O2, CO, CO2 y formaldehído, en el que dicha corriente de alimentación que contiene hidrocarburos es separada mediante las etapas de:

a) introducir dicha corriente de alimentación a una primera columna de destilación (1) para someter dicha alimentación a condiciones de destilación adecuadas para eliminar

a1) una corriente de fondo (5) que comprende diluyente de hidrocarburo y uno o más comonómeros opcionales, y

a2) una corriente de cabeza (6) que comprende diluyente de hidrocarburo, monómero de olefina y componentes tales como H2, N2, O2, CO, CO2, y formaldehído;

b) condensar la corriente de cabeza (6) emitida de la primera columna de destilación (1) en la etapa a2) para formar un condensado y almacenar dicho condensado en un separador (108) adaptado para separar una corriente de vapor (106) y una corriente de líquido (8) ;

c) eliminar de dicho separador (108) dicha corriente de vapor (106) que comprende monómero de olefina, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como formaldehído, H2, N2, O2, CO y CO2;

d) condensar la corriente de vapor (106) eliminada en la etapa c) para formar un condensado (13) y almacenar dicho condensado en un separador (208) adaptado para separar una corriente de vapor (14) y una corriente de líquido (15) ;

e) eliminar de dicho separador (208) dicha corriente de líquido (15) de la etapa d) ;

f) separar dicha corriente de líquido (15) en una primera corriente lateral (9) que comprende diluyente de hidrocarburo y monómero de olefina, y una corriente restante (16) ;

g) introducir dicha corriente restante (16) en una segunda columna de destilación (2) y someter dicha corriente restante (16) a condiciones de destilación adaptadas para eliminar

g1) una corriente de fondo (11) que comprende diluyente de hidrocarburo sustancialmente libre de olefinas,

g2) una segunda corriente lateral (10) sustancialmente libre de hidrógeno que comprende diluyente de hidrocarburo y monómero de olefina, y

g3) una corriente de vapor de cabeza (12) que comprende monómero de olefina, diluyente de hidrocarburo y componentes tales como formaldehído, H2, N2, O2, CO y CO2,

además en el que dicha primera (9) y dicha segunda (10) corrientes laterales se reciclan en un procedimiento de polimerización para preparar poliolefina bimodal que comprende al menos dos fracciones de poliolefina diferentes que se han obtenido en dos reactores de polimerización diferentes conectados entre sí en serie, y en el que una de dichas fracciones tiene un peso molecular mayor que dicha otra fracción, y en el que dicha segunda corriente lateral

(10) se reutiliza en el procedimiento de polimerización en el que se prepara la fracción de poliolefina que tiene peso molecular más alto, y en el que dicha primera corriente lateral (9) se reutiliza en el procedimiento de polimerización en el que se prepara la otra fracción de poliolefina.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende las etapas de

h) condensar la corriente de vapor de cabeza (12) obtenida en la etapa g3) , opcionalmente mezclada con la corriente de vapor (106) eliminada en la etapa c) para formar un condensado, y almacenar el condensado así formado en un separador (208) ; y

i) someter el condensado almacenado obtenido en la etapa h) a las etapas e) a g) .

3. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que dicha segunda corriente lateral de la etapa g2) (10) , comprende al menos el 2% en peso de monómero de olefina, y preferiblemente al menos el 3% en peso de monómero de olefina.

Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha segunda corriente lateral de la etapa g2) (10) comprende como máximo 5 ppm en peso de hidrógeno, y preferiblemente como máximo 1 ppm en peso de hidrógeno.

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha primera corriente lateral de la etapa f) (9) comprende menos del 10% en peso de monómero de olefina.

6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha primera corriente lateral de la etapa f) (9) comprende menos de 500 ppm en peso de hidrógeno.

7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha corriente de fondo de la etapa g1) (11) comprende menos de 5 ppm de monómero de olefina y, opcionalmente, menos de 5000 ppm de comonómero de olefina.

8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha segunda corriente lateral de la etapa g2) (10) se retira del tercio superior de dicha segunda columna de destilación.

9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el que dicha corriente de fondo de la etapa g1) (11) se vuelve a utilizar en un procedimiento de polimerización para preparar poliolefina bimodal que comprende al menos dos fracciones de poliolefina diferentes que se han obtenido en dos reactores de polimerización diferentes conectados entre sí en serie, y en el que una de dichas fracciones tiene peso molecular más alto que dicha otra fracción, y en el que dicha corriente de fondo (11) se vuelve a usar en el procedimiento de polimerización en el que se prepara la fracción de poliolefina que tiene peso molecular más alto.

10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende la etapa de eliminar del condensado almacenado en la etapa d) una corriente de vapor (14) que comprende monómero de olefina, y componentes tales como formaldehído, H2, N2, O2, CO y CO2; y la recuperación del monómero de olefina de dicha corriente de vapor (14) .

11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende introducir la corriente de fondo (5) de la etapa a1) en una tercera columna de destilación (3) para someter dicha corriente de fondo (5) a condiciones de destilación adaptadas para eliminar

1) una corriente lateral (21) que comprende uno o más comonómeros opcionales,

2) una corriente de cabeza (22) que comprende diluyente de hidrocarburo y, opcionalmente comonómero, y

3) una corriente de fondo (20) que comprende componentes pesados.

12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha corriente de alimentación que contiene hidrocarburos (4) que comprende monómero de olefina, uno o más comonómeros de olefina opcionales y diluyente de hidrocarburo es una corriente de efluente obtenida de un procedimiento de polimerización para la preparación de poliolefina monomodal o bimodal.

13. Uso de un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 en un procedimiento de polimerización para la preparación de poliolefina bimodal que comprende al menos dos fracciones de poliolefina diferentes que se han obtenido en dos reactores de polimerización diferentes conectados entre sí en serie, y en el que una de dichas fracciones tiene peso molecular más alto, que comprende las etapas de:

- alimentar un monómero de olefina, un diluyente, al menos un catalizador de polimerización, opcionalmente hidrógeno, y uno o más comonómero (s) de olefina opcional (es) a un primer reactor,

- polimerizar dicho monómero de olefina en dicho primer reactor para producir una suspensión de polímero que comprende una primera fracción de poliolefina en el diluyente,

- transferir dicha suspensión de polímero de dicho primer reactor a un segundo reactor,

- alimentar un monómero de olefina, un diluyente, opcionalmente hidrógeno, y uno o más comonómero (s) de olefina opcional (es) a dicho segundo reactor,

- polimerizar dicho monómero de olefina y dicho uno o más comonómero (s) de olefina opcional (es) en dicho segundo reactor para producir una suspensión que comprende una segunda fracción de poliolefina en el diluyente, teniendo dicha segunda fracción de poliolefina un peso molecular diferente al de la fracción de poliolefina producida en dicho primer reactor, y

- descargar de dicho segundo reactor una suspensión que comprende poliolefina bimodal en dicho diluyente,

- recuperar la poliolefina bimodal de la suspensión por medio de la separación de al menos una mayor parte del diluyente de la suspensión en una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos, y

- someter dicha corriente de alimentación que contiene hidrocarburos a un procedimiento de acuerdo con

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.