Procedimiento de sustitución de catalizadores incompatibles de polimerización de etileno.

Un procedimiento para optimizar el uso secuencial de al menos dos catalizadores de polimerización de etileno en un reactor de bucle de polimerización de etileno,

que comprende:

- transferir a un recipiente de mezcla un primer catalizador de polimerización de etileno y un primer diluyente, proporcionando de ese modo una primera suspensión espesa catalizadora,

- transferir dicha primera suspensión espesa catalizadora desde dicho recipiente de mezcla hasta un reactor de bucle de polimerización de etileno con una concentración adecuada para polimerizar etileno,

- aumentar la relación de dicho diluyente con respecto a dicho primer catalizador de polimerización de etileno en dicha primera suspensión espesa catalizadora,

- detener el suministro de dicha primera suspensión espesa catalizadora a dicho recipiente de mezcla,

- detener el suministro de dicha primera suspensión espesa catalizadora a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno,

- detener el suministro de etileno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno,

- retirar dicha primera suspensión espesa catalizadora de dicho reactor de bucle de polimerización de etileno,

- vaciar dicho recipiente de mezcla,

- aclarar opcionalmente dicho recipiente de mezcla con diluyente nuevo,

- transferir a dicho recipiente de mezcla un segundo catalizador de polimerización de etileno y un segundo diluyente, proporcionando, de ese modo, una segunda suspensión espesa catalizadora,

- reducir la relación de dicho segundo diluyente con respecto a dicho segundo catalizador de polimerización de etileno en dicho recipiente de mezcla para obtener una concentración de dicho segundo catalizador de polimerización de etileno en dicho segundo diluyente adecuada para polimerizar etileno,

- transferir dicha segunda suspensión espesa catalizadora de polimerización de etileno desde dicho recipiente de mezcla hasta dicho reactor de polimerización de etileno,

- restablecer el suministro de etileno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno,

- reanudar la polimerización de etileno en dicho reactor de bucle de polimerización de etileno.

Procedimiento de sustitución de catalizadores incompatibles de polimerización de etileno Campo de la invención La presente invención versa acerca de un procedimiento de sustitución de un catalizador de polimerización de etileno con otro catalizador de polimerización de etileno, mediante el cual el segundo catalizador es incompatible con el primer catalizador. La presente invención puede ser utilizada de forma ventajosa en la fabricación de productos químicos, específicamente en la producción de polietileno.

Antecedentes de la invención El polietileno (PE) se sintetiza al polimerizar monómeros de etileno (CH2=CH2) . Debido a que son baratos, seguros, estables en la mayoría de entornos y sencillos de ser procesados los polímeros de polietileno son útiles en muchas aplicaciones. Según las propiedades se puede clasificar el polietileno en varios tipos, tales como, sin limitación, LDPE (polietileno de baja densidad) , LLDPE (polietileno de baja densidad lineal) y el HDPE (polietileno de alta densidad) . Cada tipo de polietileno tiene distintas propiedades y características.

Las polimerizaciones de etileno se llevan a cabo frecuentemente en un reactor de bucle utilizando monómero de etileno, diluyente líquido y catalizador, opcionalmente uno o más comonómeros e hidrógeno. Normalmente, se lleva a cabo la polimerización en un reactor de bucle en condiciones de suspensión espesa, con el polímero producido normalmente en forma de partículas sólidas que están suspendidas en el diluyente. Se hace circular continuamente la suspensión espesa en el reactor con una bomba para mantener una suspensión eficaz de las partículas sólidas poliméricas en el diluyente líquido. Se descarga suspensión espesa polimérica del reactor de bucle por medio de patas de sedimentación, que operan en un principio de lotes para recuperar la suspensión espesa. La sedimentación en las patas se utiliza para aumentar la concentración de sólidos de la suspensión espesa recuperada finalmente como un producto de suspensión espesa. El producto de suspensión espesa es descargada adicionalmente a través de líneas de evaporación instantánea calentadas hasta un depósito de evaporación instantánea, en el que se evaporan instantáneamente y se reciclan la mayor parte del diluyente y de los monómeros que no han entrado en reacción.

De forma alternativa, se puede suministrar el producto de suspensión espesa a un segundo reactor de bucle conectado en serie con el primer reactor de bucle en el que se puede producir una segunda fracción polimérica. Normalmente, cuando se emplean dos reactores en serie de esta forma, 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 tiene una distribución bimodal del peso molecular.

Después de que se recoge el producto polimérico del reactor y se eliminan los residuos de hidrocarburos, se seca el producto polimérico, se pueden añadir aditivos y finalmente se puede extrudir y granular el polímero.

Durante el procedimiento de extrusión se mezclan íntimamente ingredientes, incluyendo el producto polimérico, aditivos opcionales, etc. para obtener un compuesto tan homogéneo como sea posible. Normalmente, este mezclado se lleva a cabo en un extrusor en el que se mezclan entre sí los ingredientes y se funden el producto polimérico y opcionalmente algunos de los aditivos, de forma que pueda producirse un mezclado íntimo. Entonces, se extrude el la masa fundida formando una varilla, se enfría y se granula, por ejemplo, para formar microgránulos. De esta forma se puede utilizar entonces el compuesto resultante para la fabricación de distintos objetos.

La polimerización de etileno implica la polimerización de un monómero de etileno en el reactor en presencia de un catalizador de polimerización y, opcionalmente, si se requiere, dependiendo del catalizador utilizado, un agente activante. Los catalizadores adecuados para la preparación de polietileno comprenden catalizadores de cromo, catalizadores de Ziegler-Natta y catalizadores de metaloceno. Normalmente, se utiliza el catalizador en forma de material particulado. Se produce el polietileno como una resina/polvo con una partícula catalizadora dura en el núcleo de cada grano del polvo.

Se han dado a conocer varios sistemas que implican la preparación y el suministro de suspensión espesa catalizadora a una reacción de polimerización. En general, para preparar una suspensión espesa catalizadora, se reparte en un recipiente de mezcla de catalizador una mezcla de catalizador de particulado sólido seco y diluyente y son mezclados completamente. Entonces, normalmente se transfiere tal suspensión espesa catalizadora a un reactor de polimerización para un contacto con los reactivos monoméricos, en general en condiciones de presión elevada.

En la técnica se conoce que para la producción de polímeros de etileno que tengan propiedades adecuadas es importante pasar de forma adecuada entre campañas de producción utilizando distintos catalizadores de polimerización. Un cambio inadecuado de un primer catalizador a un segundo catalizador puede tener como resultado perturbaciones de un régimen de estado estable del reactor de polimerización, periodos prolongados de transición, una producción de material de transición inapropiado para un uso adicional, por ejemplo en una

aplicación. Esta transición es especialmente delicada y lleva mucho tiempo si los catalizadores implicados son incompatibles.

El documento WO 97/32905 da a conocer un procedimiento para realizar una transición entre dos catalizadores distintos en polimerizaciones de olefina, un primer catalizador y un segundo catalizador, que comprende las etapas de interrumpir el suministro del primer catalizador al reactor de polimerización, y luego introducir el segundo catalizador en el reactor, caracterizado porque la transición se lleva a cabo entre un catalizador a base de cromo y un catalizador de metaloceno.

En vista de lo que antecede, sigue existiendo la necesidad en la técnica para optimizar la alimentación secuencial de al menos dos catalizadores incompatibles de polimerización de etileno a un reactor de polimerización de etileno. La presente invención tiene como objetivo proporcionar un procedimiento que permita que se pueda mejorar adicionalmente un procesamiento de transición que implica catalizadores incompatibles.

Sumario de la invención La presente invención versa acerca de un procedimiento para optimizar la alimentación secuencial de al menos dos catalizadores incompatibles de polimerización de etileno a un reactor de polimerización de etileno, según proporciona la reivindicación 1.

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

-transferir a un recipiente de mezcla un primer catalizador de polimerización de etileno y un primer diluyente, proporcionando, de ese modo, una primera suspensión espesa catalizadora, -transferir dicha primera suspensión espesa catalizadora de dicho recipiente de mezcla a un reactor de bucle de polimerización de etileno con una concentración adecuada para polimerizar etileno, -aumentar la relación de dicho diluyente con respecto a dicho primer catalizador de polimerización de etileno en

dicha primera suspensión espesa catalizadora, -detener el suministro de dicha primera suspensión espesa catalizadora a dicho recipiente de mezcla, -detener el suministro de dicha primera suspensión espesa catalizadora a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno, -detener el suministro de etileno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno (preferentemente de forma simultánea con la detención del suministro del primer catalizador a dicho recipiente de mezcla) , -retirar dicha primera suspensión espesa catalizadora de dicho reactor de bucle de polimerización de etileno, -vaciar dicho recipiente de mezcla, -aclarar opcionalmente dicho recipiente de mezcla con diluyente nuevo, -transferir a dicho recipiente de mezcla un segundo catalizador de polimerización de etileno y un segundo diluyente, proporcionando, de ese modo, una segunda suspensión espesa catalizadora,

-reducir la relación de dicho segundo diluyente con respecto a dicho segundo catalizador de polimerización de etileno en dicho recipiente de mezcla para obtener una concentración de dicho segundo catalizador de polimerización de etileno en dicho segundo diluyente adecuado para polimerizar etileno,

-transferir dicha segunda suspensión espesa... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para optimizar el uso secuencial de al menos dos catalizadores de polimerización de etileno en un reactor de bucle de polimerización de etileno, que comprende:

-transferir a un recipiente de mezcla un primer catalizador de polimerización de etileno y un primer 5 diluyente, proporcionando de ese modo una primera suspensión espesa catalizadora, -transferir dicha primera suspensión espesa catalizadora desde dicho recipiente de mezcla hasta un reactor de bucle de polimerización de etileno con una concentración adecuada para polimerizar etileno, -aumentar la relación de dicho diluyente con respecto a dicho primer catalizador de polimerización de etileno en dicha primera suspensión espesa catalizadora.

10. detener el suministro de dicha primera suspensión espesa catalizadora a dicho recipiente de mezcla, -detener el suministro de dicha primera suspensión espesa catalizadora a dicho reactor de bucle de

polimerización de etileno, -detener el suministro de etileno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno, -retirar dicha primera suspensión espesa catalizadora de dicho reactor de bucle de polimerización de etileno, -vaciar dicho recipiente de mezcla, -aclarar opcionalmente dicho recipiente de mezcla con diluyente nuevo, -transferir a dicho recipiente de mezcla un segundo catalizador de polimerización de etileno y un segundo diluyente, proporcionando, de ese modo, una segunda suspensión espesa catalizadora,

- reducir la relación de dicho segundo diluyente con respecto a dicho segundo catalizador de polimerización de etileno en dicho recipiente de mezcla para obtener una concentración de dicho segundo catalizador de polimerización de etileno en dicho segundo diluyente adecuada para polimerizar etileno,

-transferir dicha segunda suspensión espesa catalizadora de polimerización de etileno desde dicho

recipiente de mezcla hasta dicho reactor de polimerización de etileno, -restablecer el suministro de etileno a dicho reactor de bucle de polimerización de etileno, -reanudar la polimerización de etileno en dicho reactor de bucle de polimerización de etileno.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, mediante el cual el vaciado de dicho recipiente de mezcla se lleva 30 a cabo en un periodo de entre 15 minutos y 120 minutos.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, mediante el cual dicho recipiente de mezcla tiene una capacidad de 500 l de diluyente.

4. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, mediante el cual dicho primer catalizador de

polimerización de etileno y/o dicho segundo catalizador de polimerización de etileno es un catalizador de 35 metaloceno.

5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, mediante el cual dicho diluyente es isobutano.

6. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además, la etapa de aclarar

un conducto que transfiere dicho primer catalizador de polimerización de etileno a dicho recipiente de mezcla 40 con diluyente.

7. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además, la etapa de: liberar sustancialmente dicho reactor de polimerización de etileno de dicho primer catalizador de polimerización de etileno antes de alimentar dicho reactor con dicho segundo catalizador de polimerización de etileno.

8. Un procedimiento según la reivindicación 7, que comprende, además, la etapa de: añadir un agente eliminador

a dicho reactor de polimerización de etileno para retirar dicho primer catalizador de polimerización de etileno de dicho reactor.

9. Un procedimiento según la reivindicación 8, mediante el cual dicho agente eliminador está seleccionado de una lista que consiste en agua, monóxido de carbono y oxígeno.

10. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende, además, la etapa de reducir 50 progresivamente el suministro de etileno a dicho reactor de polimerización de etileno.

11. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende, además, la etapa de añadir intermitentemente etileno al reactor antes de que se introduzca la segunda suspensión espesa catalizadora de polimerización de etileno en dicho reactor de polimerización.

12. El uso en una instalación de reactor de polimerización de etileno de un procedimiento según cualquiera de las 55 reivindicaciones 1 a 10 para el uso secuencial de al menos dos catalizadores de polimerización de etileno.

13. El uso según la reivindicación 12, en el que dicho primer catalizador de polimerización de etileno es un catalizador de Ziegler-Natta, un catalizador de cromo o un catalizador de metaloceno.

14. El uso según la reivindicación 12 o 13, en el que dicho segundo catalizador de polimerización de etileno es un catalizador de Ziegler-Natta, un catalizador de cromo o un catalizador de metaloceno.

15. El uso según las reivindicaciones 12 a 14, en el que dichos catalizadores primero y segundo de polimerización de etileno son incompatibles.

16. El uso según la reivindicación 12 o 13, mediante el cual dicho segundo catalizador de polimerización de etileno es para producir en dicho reactor de polimerización de etileno un polietileno con un índice de flujo de fundido menor que para un polietileno obtenido en dicho reactor de polimerización de etileno con dicho primer

catalizador de polimerización de etileno.

17. El uso según la reivindicación 14, mediante el cual se omite el aclarado de dicho recipiente de mezcla con diluyente nuevo.