Procedimiento de suministro de catalizador a un reactor de polimerización.

Un procedimiento de alimentación de una suspensión de catalizador metaloceno en un reactor (1) de bucle de polimerización de olefinas usando un dispositivo (5) de desplazamiento positivo que comprende una primera cámara (5-6) y una segunda cámara (5-3),

presentando cada cámara una entrada (5-13, 5-12) y una salida (5-18, 5-9) y comprendiendo cada cámara una bola (5-5, 5-4) dispuesta entre las paredes (5-14, 5-19) de dicha cámara, estando dichas cámaras conectadas de forma operativa la una con la otra por medio de una cámara de bomba (5-2), que comprende la etapa de activación de la bomba por medio de:

a) cargar el dispositivo (5) de desplazamiento positivo con la suspensión de catalizador en el interior de la cámara de bomba (5-2) por medio de aspiración de la suspensión de catalizador entre la bola (5-5) y la pared (5- 14) de la primera cámara (5-6); y

b) descargar la suspensión de catalizador en el interior del reactor de bucle (1) por medio de desplazamiento de la suspensión de catalizador entre la bola (5-4) y la pared (5-19) de la segunda cámara (5-3), en el que, la diferencia entre el diámetro de cada bola (5-5, 5-4) y el diámetro de cada cámara (5-6, 5-3) está comprendido entre 5 y 200 veces el tamaño medio de partícula (d50) de dicho catalizador metaloceno.

Procedimiento de suministro de catalizador a un reactor de polimerización Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de suministro de suspensión de catalizador a un reactor de polimerización usando un dispositivo de desplazamiento positivo. Ventajosamente, la presente invención se puede usar en fabricación química, específicamente en la polimerización de olefinas, en particular etileno (PE) .

Antecedentes de la invención Las poliolefinas, tales como polietileno (PE) , se sintetizan por medio de polimerización de olefinas, tales como monómeros de etileno (CH2=CH2) . Debido a que resultan baratos, seguros, estables frente a la mayoría de los entornos y fáciles 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 sin limitarse a LDPE (Polietileno de Baja Densidad) , LLDPE (Polietileno Lineal de Baja Densidad) , y HDPE (Polietileno de Alta Densidad) . Cada tipo de polietileno tiene características y propiedades diferentes.

Con frecuencia, las polimerizaciones de olefinas se llevan a cabo en un reactor de bucle usando un monómero, un diluyente líquido y un catalizador, opcionalmente uno o más co-monómero (s) e hidrógeno. Normalmente, la polimerización en un reactor de bucle se lleva a cabo en condiciones de suspensión, con el polímero producido normalmente en forma de partículas sólidas que están suspendidas en el diluyente. La suspensión del reactor se hace circular de forma continua con una bomba para mantener la suspensión eficaz de las partículas sólidas poliméricas en el diluyente líquido. Se descarga la suspensión polimérica del reactor de bucle por medio de patas de sedimentación, que operan en un principio por lotes para recuperar la suspensión. La sedimentación en las patas se usa para aumentar la concentración de sólidos de la suspensión que finalmente se recupera como suspensión producto. La suspensión producto se descarga posteriormente a través de tuberías de calentamiento instantáneo hasta un recipiente de separación, en el que la mayoría del diluyente y los monómeros que no han reaccionado se retiran por vaporización instantánea y se reciclan.

Una vez que se ha recogido el producto polimérico del reactor y se han retirado los residuos de hidrocarburos, se seca el producto polimérico, se pueden añadir aditivos y finalmente se puede someter el polímero a extrusión y formación de microgránulos.

La polimerización de etileno implica la polimerización de monómero de etileno en el reactor en presencia de un catalizador de polimerización y opcionalmente, si se requiere dependiendo del catalizador usado, un agente de activación. Los catalizadores apropiados para la preparación de polietileno comprenden catalizadores de tipo cromo, catalizadores Ziegler-Natta y catalizadores metalocenos. Normalmente, el catalizador se usa en forma de partículas.

Se han divulgado diversos sistemas que implican la preparación y el suministro de una suspensión de catalizador a una reacción de polimerización. En general, para la preparación de la suspensión de catalizador, se suministran una mezcla de catalizador sólido seco y en forma de partículas y un diluyente, a un recipiente de mezcla de catalizador y se mezclan de forma minuciosa. A continuación, normalmente, se transfiere dicha suspensión de catalizador a un reactor de polimerización para la puesta en contacto con los reaccionantes monoméricos, generalmente en condiciones de presión elevada.

Se sabe en la técnica que para la producción de polímeros de etileno con propiedades apropiadas es importante controlar las condiciones de reacción durante la polimerización, incluyendo temperaturas de reacción, concentración de reaccionantes. Las reacciones de polimerización también son sensibles a la cantidad y tipo de catalizador usado.

Pueden surgir complicaciones durante la producción de poliolefinas, en particular polietilenos. Es importante controlar las condiciones de reacción, incluyendo la temperatura de reacción y las concentraciones de reaccionantes, para obtener poliolefinas con propiedades adecuadas. Las reacciones de polimerización también pueden ser sensibles a la cantidad y tipo de catalizador usado. Una dosis por debajo de lo necesario o el fallo en el suministro del catalizador conducen a un procedimiento de polimerización insuficiente y no rentable, mientras que una dosis por encima de lo necesario del catalizador puede conducir a reacciones en cadena peligrosas. Generalmente, la dosificación incorrecta de catalizador puede conducir a condiciones de reacción sub-óptimas y/o tiempo de parada por mantenimiento inesperado y en ocasiones mayor del reactor de polimerización de etileno.

El documento WO 2005/077522 describe un procedimiento y un aparato para preparar y suministrar una suspensión de catalizador a un reactor de polimerización en el que se usa un dispositivo de bombeo para transferir la suspensión de catalizador al reactor de polimerización. El sistema proporciona, en ambos lados del dispositivo de bombeo, medios de lavado con el fin de mantenerlo desobstruido.

Por consiguiente, sigue siendo necesario en la técnica garantizar que se encuentra disponible una cantidad apropiada de catalizador para la producción de una poliolefina con el fin de reducir los costes de producción, controlar las condiciones de procedimiento y/o generar productos finales de elevada calidad y con elevado

rendimiento.

La bomba dosificadora de tipo diafragma de proceso, con dos cámaras en la que cada cámara comprende una bola dispuesta entre las paredes de dichas cámaras, estando las cámaras conectadas una a la otra por medio de una cámara de bomba, se encuentra disponible comercialmente en la tecnología de núcleo TACMINA.

Sumario de la invención Sorprendentemente, los presentes inventores han encontrado un modo para mejorar los procedimientos de preparación de poliolefinas y solucionar los problemas anteriores y otros de la técnica anterior. Por consiguiente, la presente invención se refiere a un procedimiento para alimentar una suspensión de catalizador metaloceno a un reactor de bucle de poliolefina usando un dispositivo de desplazamiento positivo que comprende una primera cámara y una segunda cámara, presentando cada cámara una entrada y una salida y comprendiendo cada cámara una bola dispuesta entre las paredes de dicha cámara, estando dichas cámaras operativamente conectadas una a la otra por medio de una cámara de bomba, que comprende la etapa de activación de la bomba, de manera que:

a) se carga el dispositivo de desplazamiento positivo con la suspensión de catalizador en el interior de la cámara de bomba por medio de aspiración de la suspensión de catalizador entre la bola y la pared de la primera cámara; y b) se descarga la suspensión de catalizador en el interior del reactor de bucle por medio de desplazamiento de la suspensión de catalizador entre la bola y la pared de la segunda cámara, en la que, la diferencia entre el diámetro de cada una de dichas bolas y el diámetro de cada una de dichas cámaras está comprendido entre 5 y 200 veces el tamaño medio de partículas (d50) de dicho catalizador. En una realización, dicha bomba es una bomba de pistón. En una realización preferida, dicha bomba es una bomba de membrana.

La presente invención también engloba el uso de un dispositivo de desplazamiento positivo para alimentar una suspensión de catalizador metaloceno a un reactor de bucle de suspensión de polimerización, y un dispositivo de desplazamiento positivo que comprende una primera cámara y una segunda cámara, teniendo cada cámara una entrada y una salida y comprendiendo cada cámara una bola dispuesta entre las paredes de dicha cámara, estando dichas cámaras operativamente conectadas una a la otra por medio de una cámara de bomba, en la que, la diferencia entre el diámetro de dicha bola y el diámetro de dicha cámara está comprendido entre 5 y 200 veces el tamaño medio de partícula (d50) de dicho catalizador.

Sorprendentemente, los presentes inventores han encontrado que la invención conduce a menores costes de producción, condiciones de procedimiento mejor controladas y/o productos finales más óptimos. Los presentes inventores han descubierto que la invención proporciona beneficios con el tiempo con menos fallo y/o bloqueo de la bomba cuando se usa un catalizador metaloceno, menos desgaste, tiempo de parada por mantenimiento más reducido, productos más óptimos y menores costes de producción. En particular, sorprendentemente, los presentes inventores han descubierto que el dispositivo de desplazamiento positivo de la invención... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de alimentación de una suspensión de catalizador metaloceno en un reactor (1) de bucle de polimerización de olefinas usando un dispositivo (5) de desplazamiento positivo que comprende una primera cámara (5-6) y una segunda cámara (5-3) , presentando cada cámara una entrada (5-13, 5-12) y una salida (5-18, 5-9) y comprendiendo cada cámara una bola (5-5, 5-4) dispuesta entre las paredes (5-14, 5-19) de dicha cámara, estando dichas cámaras conectadas de forma operativa la una con la otra por medio de una cámara de bomba (5-2) , que comprende la etapa de activación de la bomba por medio de:

a) cargar el dispositivo (5) de desplazamiento positivo con la suspensión de catalizador en el interior de la cámara de bomba (5-2) por medio de aspiración de la suspensión de catalizador entre la bola (5-5) y la pared (5

14) de la primera cámara (5-6) ; y b) descargar la suspensión de catalizador en el interior del reactor de bucle (1) por medio de desplazamiento de la suspensión de catalizador entre la bola (5-4) y la pared (5-19) de la segunda cámara (5-3) , en el que, la diferencia entre el diámetro de cada bola (5-5, 5-4) y el diámetro de cada cámara (5-6, 5-3) está comprendido entre 5 y 200 veces el tamaño medio de partícula (d50) de dicho catalizador metaloceno.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho tamaño medio de partícula (d50) de dicho catalizador es de al menos 30 μm.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho tamaño medio de partícula (d50) de dicho catalizador está comprendido entr.

3. 50 μm.

4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha diferencia es de al menos 1000 20 μm.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha bomba es una bomba de membrana.

6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha bomba es una bomba de pistón.

7. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el catalizador es un catalizador metaloceno sobre un soporte de sílice porosa.