ES2591002T3 - Procedimiento de preparación de poliolefinas - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de preparación de una poliolefina en un reactor de bucle en presencia de un agente antiincrustante, comprendiendo dicho reactor de bucle tuberías interconectadas, que definen una trayectoria del reactor, y una bomba axial que comprende un motor, un eje y un impulsor, caracterizado porque al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en dicho reactor de bucle a través de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento de preparacion de poliolefinas Campo tecnico de la invencion
La presente invencion se refiere a procedimientos de preparacion de poliolefinas y el uso de agentes antiensuciamiento en los mismos.
Antecedentes de la invencion
Las poliolefinas, tales como polietileno (PE), se sintetizan polimerizando monomeros, tales como etileno (CH2=CH2). Debido a que son baratas, seguras, estables en la mayona de los entornos y faciles de procesar, las poliolefinas son utiles en muchas aplicaciones. El polietileno se puede clasificar en varios tipos, tales como, pero sin limitacion, LDPE (polietileno de baja densidad), LLDPE (polietileno lineal de baja densidad) y HDPE (polietileno de alta densidad), asf como de alto peso molecular (HMW), de peso molecular medio (MMW) y de bajo peso molecular (LMW). Cada tipo de polietileno tiene propiedades y caractensticas diferentes.
Las polimerizaciones de olefina (tal como etileno) se llevan a cabo frecuentemente en un reactor de bucle usando monomero (tal como etileno), diluyente y catalizador, opcionalmente un agente activador, opcionalmente uno o mas comonomeros y, opcionalmente, hidrogeno.
La polimerizacion en un reactor de bucle se realiza habitualmente en condiciones de suspension, con el polfmero producido habitualmente en forma de partfculas solidas suspendidas en diluyente. La suspension se hace circular de forma continua en el reactor con una bomba para mantener la suspension eficaz de las partfculas solidas de polfmero en el diluyente lfquido. La suspension de polfmero se descarga del reactor de bucle por medio de ramales de sedimentacion, que funcionan segun un principio de lotes para recuperar la suspension. Se usa sedimentacion en ramales para aumentar la concentracion de solidos de la suspension finalmente recuperada como suspension del producto. La suspension del producto se descarga ademas a traves de lmeas ultrarrapidas calentadas hasta un tanque ultrarrapido, en el que la mayor parte del diluyente y los monomeros sin reaccionar se descargan rapidamente y se reciclan.
Opcionalmente, la suspension del producto se puede suministrar a un segundo reactor de bucle conectado en serie al primer reactor de bucle en el que se puede producir una segunda fraccion de polfmero. Tfpicamente, cuando se emplean dos reactores en serie de esta manera, el producto de polfmero resultante es un producto de polfmero bimodal, que comprende una primera fraccion de polfmero producida en el primer reactor y una segunda fraccion de polfmero producida en el segundo reactor, y tiene una distribucion bimodal del peso molecular.
Despues de recoger el producto de polfmero del reactor y de retirar los residuos de hidrocarburos, el producto de polfmero se seca, se pueden anadir aditivos y finalmente el polfmero se puede mezclar y granular.
Durante la etapa de mezclado, el producto de polfmero y los aditivos opcionales se mezclan mtimamente para obtener un compuesto lo mas homogeneo posible. Preferentemente, la mezcla se realiza en una extrusora en la que los ingredientes se mezclan juntos y el producto de polfmero y, opcionalmente, algunos de los aditivos se funden de modo que se pueda producir una mezcla mtima. La masa fundida se extruye luego en una varilla, se enfna y se granula, por ejemplo, para formar granulos. En esta forma, el compuesto resultante se puede usar entonces para la fabricacion de diferentes objetos.
Se ha encontrado, a escala industrial, que mientras las partfculas de polfmero son insolubles o sustancialmente insolubles en el diluyente, el producto de polfmero tiene cierta tendencia a depositarse sobre las paredes del reactor de polimerizacion. Este llamado "ensuciamiento puede conducir a una disminucion en la eficacia del intercambio de calor entre la masa del reactor y el refrigerante alrededor del reactor. Esto conduce, en algunos casos, a la perdida de control del reactor debido a un sobrecalentamiento, o que el reactor o el equipo de procesamiento de polfmero corriente abajo falle debido a la formacion de aglomerados (cuerdas, trozos).
Este "ensuciamiento" esta causadoa, en parte, por los finos y tambien por la acumulacion de carga electrostatica sobre las paredes del reactor. Se han hecho intentos por evitar el ensuciamiento durante la polimerizacion en suspension anadiendo un agente antiensuciamiento en el medio de polimerizacion. Tfpicamente, el agente antiensuciamiento actua, por ejemplo, haciendo que el medio sea mas conductor, impidiendo por tanto, en cierta medida, la formacion de carga electrostatica, que es una causa de la acumulacion de polfmero sobre la pared del reactor. Sin embargo, aun se pueden producir complicaciones durante la produccion de poliolefina, tales como bloqueo parcial o incluso completo del reactor de bucle. Estos problemas pueden ser aun mas pronunciados con poliolefinas particulares, tales como polietilenos. El bloqueo puede requerir detener el procedimiento de produccion para desatascar y limpiar el reactor; solo entonces, la produccion puede reanudarse.
El documento WO 2005/080449 divulga un procedimiento de polimerizacion de propileno llevado a cabo en presencia de un agente antiincrustante, en el que el polfmero antiensuciamiento esta solvatado en un disolvente cuando se anade al medio de polimerizacion. El documento EP 1 316 566 divulga un procedimiento de
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polimerizacion de propileno en un reactor de bucle en masa, en el que se introduce una parte del agente antiensuciamiento en o corriente abajo de un punto de contacto de una corriente de propileno con una corriente de catalizador.
Sigue habiendo la necesidad en la tecnica de un procedimiento mejorado de produccion de poliolefina, particularmente para polietileno y, mas en particular, para polietileno de alto peso molecular de alta densidad y, especialmente, para reducir los costes de produccion, controlar las condiciones del procedimiento y/o producir productos finales de polfmero optimos.
Sumario de la invencion
Sorprendentemente, los inventores presentes han encontrado una forma de mejorar los procedimientos de preparacion de poliolefinas y superar al menos uno de los problemas anteriores y otros problemas de la tecnica anterior. En consecuencia, la presente invencion se refiere a un procedimiento de preparacion de una poliolefina en un reactor de bucle en presencia de un agente antiincrustante, comprendiendo dicho reactor de bucle tubenas interconectadas, que definen una trayectoria del reactor, y una bomba axial que comprende un motor, un eje y un impulsor, caracterizado por que al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en dicho reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba.
En otro aspecto, la presente invencion se refiere al uso de un agente antiensuciamiento para prevenir o reducir los ensuciamientos de un reactor de bucle, que comprende una bomba con un eje y un impulsor, introduciendo el agente antiensuciamiento en el reactor de bucle contra el lado del impulsor que esta conectado al eje de dicha bomba.
En otro aspecto, la presente invencion se refiere al uso de un agente antiensuciamiento para prevenir o reducir los ensuciamientos de un reactor de bucle, que comprende una bomba con un eje y un impulsor, introduciendo el agente antiensuciamiento en el reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba.
En particular, los inventores presentes han encontrado que dicho uso del agente antiensuciamiento previene los ensuciamientos y, en particular, el bloqueo de la bomba del reactor de bucle.
Sorprendentemente, los inventores presentes han encontrado que la invencion conduce a menos bloqueos, costes de produccion mas bajos, condiciones del procedimiento mejor controladas y/o productos finales de polfmero mas optimos. En particular, los inventores presentes han encontrado que la introduccion del agente antiensuciamiento de acuerdo con la invencion (en el modo, es decir, la manera y/o la ubicacion) conduce a menos bloqueos del reactor y otros beneficios. En particular, al introducir el agente antiensuciamiento a traves de la bomba, no se encuentra acumulacion de polfmero detras del impulsor y a lo largo del eje de la bomba. Ademas, la presencia del agente antiensuciamiento en la bomba prevema un aumento de las vibraciones de la bomba y mantema estable la potencia de la bomba.
La presente invencion se describira ahora adicionalmente. En los siguientes pasajes, se definen con mas detalle diferentes aspectos de la invencion. Cada aspecto asf definido se puede combinar con cualquier otro aspecto o aspectos salvo que se indique claramente lo contrario. En particular, cualquier caractenstica indicada como preferente o ventajosa se puede combinar con cualquier otra caractenstica o caractensticas indicadas como preferentes o ventajosas. La descripcion se da solamente a modo de ejemplo y no limita la invencion. Los numeros de referencia se refieren a las figuras adjuntas al presente documento.
Breve descripcion de las figuras
La figura 1 ilustra esquematicamente los detalles de una bomba que se puede usar en el procedimiento de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion.
La figura 2 ilustra esquematicamente un reactor de bucle que se puede usar en el procedimiento de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion.
La figura 3 ilustra esquematicamente un reactor de bucle doble que se puede usar en el procedimiento de acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion.
Descripcion detallada de la invencion
El procedimiento es particularmente util en un reactor de polimerizacion de alfa-olefina en el que la polimerizacion se lleva a cabo a alta presion y, mas especialmente, en un reactor de suspension. Se ejemplifica el caso del etileno, pero de manera no limitante.
De acuerdo con el procedimiento de polimerizacion de la presente invencion, se prepara una suspension suministrando los reactivos a un reactor de bucle, haciendo circular la suspension a traves del reactor de bucle por medio de una bomba, y polimerizando dicho monomero para producir suspension de poliolefina (preferentemente polietileno) que comprende diluyente y partfculas de poliolefina solida (preferentemente polietileno). Dichos reactivos
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incluyen preferentemente diluyente, monomeros, uno o mas agentes antiincrustantes, catalizador, opcionalmente comonomeros, opcionalmente hidrogeno y opcionalmente agente de activacion. De acuerdo con la presente invencion, el uno o mas agentes antiensuciamiento se introducen en el reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba. Como se usa en la presente invencion, la expresion "agente antiincrustante" se refiere a material que previene los ensuciamientos de la parte interior de la pared del reactor.
Preferentemente, el agente antiensuciamiento se suministra contra el impulsor de la bomba. Preferentemente, el agente antiensuciamiento se suministra contra el lado del impulsor que esta conectado (unido) al eje de dicha bomba.
De acuerdo con un modo de realizacion de la invencion, al menos parte de la cantidad total del agente antiensuciamiento suministrado al reactor de bucle se introduce a traves del manguito alrededor del eje de la bomba, preferentemente al menos un 10 %, mas preferentemente al menos un 25 %, mas preferentemente al menos un 50 % en peso y es particularmente preferente que todo el agente antiensuciamiento se suministre a traves del manguito al reactor.
Preferentemente, el agente antiensuciamiento se suministra bajo aclarado con diluyente, mas preferentemente bajo lavado con diluyente a un nivel de mas de 100 kg/h, mas preferentemente a un nivel de mas de 300 kg/h, mas preferentemente de aproximadamente 750 kg/h, en el que el diluyente se refiere a diluyentes en forma lfquida, es decir, en estado lfquido, lfquido a temperatura ambiente y, preferentemente, lfquido en las condiciones de presion del reactor de bucle.
Preferentemente, el diluyente comprende menos de un 15 % en peso de monomero, preferentemente menos de un 10 % en peso, mas preferentemente menos de un 5 % en peso, mas preferentemente menos de un 1 % en peso de monomero, en el que el monomero se refiere al compuesto de olefina que se va a polimerizar.
En un modo de realizacion, el agente antiensuciamiento comprende agentes cationicos, agentes anionicos, agentes no ionicos, agentes organometalicos, agentes polimericos o mezclas de los mismos.
Se pueden seleccionar ejemplos adecuados de agentes cationicos de sales de amonio cuaternario, sulfonio o fosfonio con cadena de hidrocarburo larga (preferentemente C5-20), por ejemplo, sales de cloruro, sulfato, nitrato, o hidrogenofosfato de los mismos.
Se pueden seleccionar ejemplos de agentes anionicos adecuados de aceites sulfatados, aceites de amida sulfatados, aceites de esteres sulfatados, sales de ester sulfurico de alcoholes grasos, sales de esteres sulfuricos de alquilo, sales de acido etilsulfonico de acidos grasos, sales de acido alquilsulfonico (por ejemplo, alquilsulfonatos de sodio), sales de acido alquilnaftaleno-sulfonico, sales de acido alquilbenceno-sulfonico, esteres fosforicos (por ejemplo, alquilfosfonatos), alquilfosfatos, ditiocarbamato de alquilo o mezclas de los mismos.
Se pueden seleccionar ejemplos de agentes no ionicos adecuados de esteres parciales de acidos grasos de alcoholes politndricos; alcoholes grasos alcoxilados tales como alcoholes grasos etoxilados o propoxilados; esteres de polietilenglicol (PEG) de acidos grasos y alquilfenoles; esteres de glicerilo de acidos grasos y esteres de sorbitol; aductos de oxido de etileno de aminas grasas o amidas de acidos grasos; aductos de oxido de etileno de alquilfenoles; aductos de oxido de etileno de alquilnaftoles; polietilenglicol y esteres de acidos grasos de alquildietanolaminas, o mezclas de los mismos.
Se pueden seleccionar ejemplos de agentes organometalicos adecuados de titanatos y circonatos de neoalquilo, o mezclas de los mismos.
Se pueden seleccionar ejemplos de agentes polimericos adecuados de compuestos polioxialquilenicos tales como eter hexadedlico de polietilenglicol; copolfmeros de oxido de etileno/oxido de propileno; o mezclas de los mismos. Por ejemplo, un agente antiensuciamiento adecuado de copolfmero de oxido de etileno/oxido de propileno puede comprender uno o mas -(CH2-CH2-OX-, en el que cada k esta en el intervalo de 1 a 50; y uno o mas -(CH2-CH(R)- O)n-, en el que R comprende un grupo alquilo que tiene de 1 a 6 atomos de carbono y cada n esta en el intervalo de 1 a 50, y terminado por un grupo final R' y R'', en el que R' es OH o un alcoxi que tiene de 1 a 6 atomos de carbono y R'' es H o un alquilo que tiene de 1 a 6 atomos de carbono. En un modo de realizacion, el agente antiensuciamiento es un polfmero de bloque, mas preferentemente un polfmero tribloque. En un modo de realizacion, el agente antiensuciamiento es un polfmero de bloque de formula general:
R'-(CH2-CH2-O)k-(CH2-CH(R)-O)n-(CH2-CH2-O)m-R" (I)
o
R'-(CH2-CH(R)-O)n-(CH2-CH2-O)b-(CH2-CH(R)-O)c-R" (II),
en la que R comprende un grupo alquilo; R' y R'' son grupos finales; k es de 1 a 50; n es de 1 a 50; m es mayor que o igual a 1; a es de 1 a 50; b es de 1 a 50; y c es de 0 a 50; k y m y a y c pueden ser iguales o diferentes.
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Preferentemente, R es un grupo alquilo C1 a C3. Mas preferentemente, R es un grupo metilo. Preferentemente, en un modo de realizacion, k es mayor que 1 y m es mayor que 1. Tambien preferentemente, en otro modo de realizacion, a es 0 o c es 0.
Los grupos R' y R'' preferentes incluyen H; OH; grupos alquilo y alcoxi. Los grupos alquilo preferentes son grupos alquilo C1 a C3. Los grupos alcoxi preferentes son grupos alcoxi C1 a C3. En las formulas (I) y (II) anteriores, es preferente que R' sea OH o un grupo alcoxi, preferentemente OH o un grupo alcoxi C1 a C3. Ademas, es preferente que R'' sea H o un grupo alquilo, preferentemente H o un grupo alquilo C1 a C3. Un polfmero particularmente preferente tiene la formula general (III): R'-(CH2-CH2-O)k-(CH2-CH(CH3)-O)n-(CH2-CH2-O)m-R" (III), en la que R', R'', k, n, y m son, independientemente, como se define anteriormente en cualquier lugar. Un polfmero preferente adicional tiene la formula general (IV): OH-(CH2-CH2-O)k-(CH2-CH(R)-O)n-(CH2-CH2-O)m-H (IV), en la que R, k, n, y m son, independientemente, como se define anteriormente en cualquier lugar. Se apreciara que, en virtud de los pesos moleculares preferentes para el agente antiensuciamiento y los contenidos preferentes de oxido de etileno en el presente agente antiensuciamiento dado anteriormente, pueden obtenerse los valores preferentes para a, b, c, k, n, y m. Preferentemente, el porcentaje ponderal de oxido de etileno en el agente antiensuciamiento esta en el intervalo de un 5 a un 40 %, mas preferentemente de un 8 a un 30 %, incluso mas preferentemente de un 10 a un 20 %, lo mas preferentemente de aproximadamente un 10 %. En un modo de realizacion, el copolfmero de oxido de etileno/oxido de propileno tiene un peso molecular (PM) mayor de 1000 Dalton, preferentemente mayor de 2000 Dalton, mas preferentemente en el intervalo de 2000-4500 Dalton.
Los ejemplos de agentes antiensuciamiento disponibles comercialmente adecuados incluyen aquellos bajo el nombre comercial Armostat® (tal como Armostate 300 (N,N-bis (2-hidroxietil)-alquil (C10-C20)amina), Armostate 410 (bis(2-hidroxietil)cocoamina) y Armostat® 600 (N,N-bis(2-hidroxietil)amina) de Akzo Nobel Corporation; aquellos bajo el nombre comercial Chemax X997® (>50 % de cloruro de dicocoalquil-dimetil amonio, aproximadamente un 35 % de 1-hexeno, <2 % de isopropanol y <1 % de hexano); aquellos bajo el nombre comercial Atmer 163 (N,N-bis(2- hidroxietil)alquilamina) de ICI Americas; aquellos bajo el nombre comercial Statsafe 6000 (acido dodecilbencenosulfonico) de Innospec Limited; aquellos bajo el nombre comercial Octastat® 3000 (aproximadamente un 40-50 % de tolueno, aproximadamente un 0-5 % de propan-2-ol, aproximadamente un 5-15 % de DINNSA (acido dinonilnaftalenosulfonico), aproximadamente un 15-30 % de nafta disolvente, aproximadamente un 1-10 % de polfmero secreto comercial que contiene N, y aproximadamente un 10-20 % de polfmero secreto comercial que contiene S) de Octel Performance Chemicals; aquellos bajo el nombre comercial Kerostate 8190 (aproximadamente un 10-20 % de alquenos (polfmero con dioxido de azufre), aproximadamente un 3-8 % de acido bencenosulfonico (derivados de 4-sec-alquilo C10-13) y disolvente organico de BASF, aquellos bajo el nombre comercial Stadis® 450 (aproximadamente un 14 % en peso de poli(sulfato de buteno), aproximadamente un 3 % en peso de polfmero de aminoetanolepiclorohidrina, aproximadamente un 13 % en peso de acido
alquilbencenosulfonico, aproximadamente un 70 % en peso de tolueno y cantidades traza de sal de amonio cuaternario de alquilo alifatico y alcohol propflico) de E. I. Du Pont de Nemours & Co.;
Synperonic PEL121 (copolfmero de bloques de oxido de etileno-oxido de propileno-oxido de etileno, aproximadamente un 10 % de oxido de propileno, PM de aproximadamente 4400 Da) de Uniqema y similares.
Los ejemplos preferentes de agentes antiensuciamiento para su uso en la invencion son Stadis 450, Statsafe 6000 y Synperonic PEL121. Stadis 450 y Statsafe 6000 se usan preferentemente para catalizadores de Ziegler-Natta. Synperonic PEL121 es particularmente preferente para su uso con catalizadores de metaloceno.
Preferentemente, el agente antiensuciamiento se suministra al reactor como una composicion con un disolvente, preferentemente disuelto en un disolvente. Preferentemente, el disolvente se selecciona de compuestos alifaticos C4-C10 y olefmicos. Preferentemente, el disolvente se selecciona de compuestos C4-C10 insaturados (olefinas). En un modo de realizacion, dicho disolvente se selecciona de hexano, hexeno, ciclohexano o heptano. Lo mas preferentemente, el disolvente es hexeno.
Preferentemente, la composicion antiensuciamiento comprende al menos un 0,1 %, mas preferentemente al menos un 0,5 %, mas preferentemente al menos un 1 % y preferentemente como maximo un 50 %, mas preferentemente como maximo un 30 % y mas preferentemente como maximo un 10 % en peso de agente antiincrustante.
Preferentemente, el agente antiensuciamiento se usa en el reactor de bucle a un nivel de 0,1 a 50 ppm en la suspension de polfmero, preferentemente de 1 a 20 ppm, preferentemente de 1 a 10 ppm, aun mas preferentemente de 1 a 5 ppm, aun mas preferentemente de 1 a 3 ppm.
En un modo de realizacion, la presente invencion se refiere a un procedimiento de preparacion de poliolefina en un reactor de bucle, comprendiendo dicho reactor de bucle tubenas interconectadas, que definen una trayectoria del reactor, y una bomba axial que comprende un motor, un eje y un impulsor, en el que al menos un agente antiensuciamiento se introduce en dicho reactor de bucle a traves de una lmea (manguito) a lo largo del eje de dicha bomba.
En un modo de realizacion, dicha poliolefina se produce en condiciones de suspension.
Dicho procedimiento comprende la etapa de preparar una suspension suministrando en dicho diluyente del reactor
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de bucle monomeros; catalizador; agente antiincrustante; opcionalmente hidrogeno; opcionalmente uno o mas comonomeros; y opcionalmente agente de activacion; y hacer circular dicha suspension a traves de dicho reactor de bucle por medio de la bomba. De acuerdo con la invencion, al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en el reactor a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba.
Como se usa en el presente documento, el termino "monomero" se refiere a compuesto de olefina que se va a polimerizar. Los ejemplos de monomeros de olefina son etileno y propileno. Preferentemente, la invencion se refiere a etileno.
En un modo de realizacion preferente, la presente invencion se refiere a un procedimiento de preparacion de polietileno en un reactor de bucle, comprendiendo dicho reactor de bucle tubenas interconectadas, que definen una trayectoria del reactor, y una bomba axial que comprende un motor, un eje y un impulsor, en el que el agente antiensuciamiento se introduce en dicho reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba.
En un modo de realizacion, dicha poliolefina es polietileno. La presente invencion es particularmente adecuada para el procedimiento de polimerizacion para preparar polietileno y, preferentemente, para preparar polietileno monomodal o bimodal. El etileno se polimeriza en un diluyente lfquido en presencia de un catalizador, opcionalmente un agente de activacion, opcionalmente un comonomero, opcionalmente hidrogeno y opcionalmente otros aditivos, produciendo de ese modo la suspension de polimerizacion.
Como se usa en el presente documento, la expresion "suspension de polimerizacion" o "suspension de polfmero" o "suspension" significa sustancialmente una composicion de multiples fases que incluye al menos solidos de polfmero y una fase lfquida, siendo la fase lfquida la fase continua. Los solidos incluyen catalizador y una olefina polimerizada, tal como polietileno. Los lfquidos incluyen un diluyente inerte, tal como isobutano, monomero disuelto tal como el etileno, comonomero, agentes de control de peso molecular, tales como hidrogeno, agentes antiestaticos, agentes antiincrustantes, eliminadores y otros aditivos del procedimiento.
Como se usa en el presente documento, el termino "diluyente" se refiere a diluyentes en forma lfquida, es decir, en un estado lfquido, lfquido a temperatura ambiente y, preferentemente, lfquido en las condiciones de presion del reactor de bucle. Los diluyentes que son adecuados para usarse de acuerdo con la presente invencion pueden comprender, pero no se limitan a, diluyentes de hidrocarburo tales como disolventes de hidrocarburo alifatico, cicloalifatico y aromatico, o versiones halogenadas de dichos disolventes. Los disolventes preferentes son hidrocarburos saturados C12 o inferiores, de cadena lineal o de cadena ramificada, hidrocarburos saturados C5 a C9 alidclicos o aromaticos o hidrocarburos C2 a C6 halogenados. Los ejemplos ilustrativos no limitantes de disolventes son butano, isobutano, pentano, hexano, heptano, ciclopentano, ciclohexano, cicloheptano, metilciclopentano, metilciclohexano, isooctano, benceno, tolueno, xileno, cloroformo, clorobencenos, tetracloroetileno, dicloroetano y tricloroetano. En un modo de realizacion preferente de la presente invencion, dicho diluyente es isobutano. Sin embargo, debe quedar claro a partir de la presente invencion que tambien se puede aplicar otros diluyentes de acuerdo con la presente invencion.
La polimerizacion adecuada de etileno incluye, pero no se limitar a, la homopolimerizacion de etileno, la copolimerizacion de etileno y un comonomero de 1-olefina superior.
Como se usa en este documento, el termino "comonomero" se refiere a comonomeros de olefina que son adecuados para polimerizarse con monomeros de etileno. Los comonomeros pueden comprender, pero no se limitan a, alfa- olefinas C3-C20 alifaticas. Los ejemplos de alfa-olefinas C3-C20 alifaticas adecuadas incluyen propileno, 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1- octadeceno y 1-eicoseno. El termino "copolfmero" se refiere a un polfmero, que se prepara ligando dos tipos diferentes en la misma cadena de polfmero. El termino "homopolfmero" se refiere a un polfmero que se prepara ligando monomeros de etileno, en ausencia de comonomeros. En un modo de realizacion de la presente invencion, dicho comonomero es 1-hexeno.
En un modo de realizacion preferente, se usan reactivos que comprenden el monomero etileno, isobutano como diluyente de hidrocarburo, un catalizador, al menos un agente antiincrustante, el comonomero 1-hexeno.
Como se usa en el presente documento, el termino "catalizador" se refiere a una sustancia que provoca un cambio en la velocidad de una reaccion de polimerizacion sin que ella misma se consuma en la reaccion. En la presente invencion es especialmente aplicable a los catalizadores adecuados para la polimerizacion de etileno en polietileno. Estos catalizadores se denominaran como catalizadores de polimerizacion de etileno o catalizadores de polimerizacion. En la presente invencion es especialmente aplicable a catalizadores de polimerizacion de etileno, tales como catalizadores de metaloceno y/o catalizadores de Ziegler-Natta.
En un modo de realizacion de la presente invencion, dicho catalizador es un catalizador de metaloceno. La expresion "catalizador de metaloceno" se usa en el presente documento para describir cualquier complejo de metal de transicion que consiste en atomos de metal unidos a uno o mas ligandos. Los catalizadores de metaloceno son compuestos de los metales de transicion del grupo IV de la tabla periodica, tales como titanio, circonio, hafnio, etc., y tienen una estructura coordinada con un compuesto de metal y ligandos compuesta de uno o dos grupos de
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ciclopentadienilo, indenilo, fluorenilo o sus derivados. El uso de catalizadores de metaloceno en la polimerizacion de polietileno tiene diversas ventajas. La clave de los metalocenos es la estructura del complejo. La estructura y geometna del metaloceno se pueden variar para adaptarse a la necesidad espedfica del productor dependiendo del polfmero deseado. Los metalocenos comprenden un sitio de metal unico, que permite un mayor control de la ramificacion y la distribucion del peso molecular del polfmero. Los monomeros se insertan entre el metal y la cadena creciente de polfmero.
En un modo de realizacion, el catalizador de metaloceno tiene una formula general (I) o (II):
(Ar)2MQ2 (I);
o
R1(Ar)2MQ2 (II)
en la que los metalocenos de acuerdo con la formula (I) son metalocenos no unidos en puente y los metalocenos de acuerdo con la formula (II) son metalocenos unidos en puente;
en la que dicho metaloceno de acuerdo con la formula (I) o (II) tiene dos Ar unidos a M, que pueden ser iguales o diferentes entre sf;
en la que Ar es un anillo, grupo o resto aromatico y en la que cada Ar se selecciona independientemente del grupo que consiste en ciclopentadienilo, indenilo, tetrahidroindenilo o fluorenilo, en el que cada uno de dichos grupos puede estar opcionalmente sustituido con uno o mas sustituyentes seleccionados cada uno independientemente del grupo que consiste en halogeno, un hidrosililo, un grupo SiR23 en el que R2 es un hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono y un hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono y en la que dicho hidrocarbilo contiene opcionalmente uno o mas atomos seleccionados del grupo que comprende B, Si, S, O, F, Cl y P; en la que M es un metal de transicion M seleccionado del grupo que consiste en titanio, circonio, hafnio y vanadio; y preferentemente es circonio;
en la que cada Q se selecciona independientemente del grupo que consiste en halogeno; un hidrocarboxi que tiene de 1 a 20 atomos de carbono; y un hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono y en la que dicho hidrocarbilo contiene opcionalmente uno o mas atomos seleccionados del grupo que comprende B, Si, S, O, F, Cl y P; y
en la que R1 es un grupo o resto divalente que une en puente los dos grupos Ar y seleccionado del grupo que consiste en un alquileno C1-C20, un germanio, un silicio, un siloxano, una alquilfosfina y una amina, y en la que dicho R1 esta opcionalmente sustituido con uno o mas sustituyentes seleccionados cada uno independientemente del grupo que consiste en halogeno, un hidrosililo, un grupo SiR33en el que R3 es un hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono y un hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono y en la que dicho hidrocarbilo contiene opcionalmente uno o mas atomos seleccionados del grupo que comprende B, Si, S, o, F, Cl y P.
La expresion "hidrocarbilo que tiene de 1 a 20 atomos de carbono" como se usa en el presente documento pretende hacer referencia a un resto seleccionado del grupo que comprende un alquilo C1-C20 lineal o ramificado; cicloalquilo C3-C20; arilo C6-C20; alquilarilo C7-C20 y arilalquilo C7-C20, o cualquier combinacion de los mismos. Los grupos hidrocarbilo de ejemplo son metilo, etilo, propilo, butilo, amilo, isoamilo, hexilo, isobutilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, cetilo, 2-etilhexilo y fenilo. Los atomos de halogeno de ejemplo incluyen cloro, bromo, fluor y yodo y de estos atomos de halogeno, son preferentes el fluor y el cloro.
Los ejemplos ilustrativos de catalizadores de metaloceno comprenden, pero no se limitan a, dicloruro de bis(ciclopentadienil)circonio (Cp2ZrCh), dicloruro de bis(ciclopentadienil)titanio (Cp2TiCh), dicloruro de bis(ciclopentadienil)hafnio (Cp2HFCh); dicloruro de bis(tetrahidroindenil)circonio, dicloruro de bis(indenil)circonio y dicloruro de bis(n-butil-ciclopentadienil)circonio; dicloruro de etilenbis(4,5,6,7-tetrahidro-1-indenil)circonio, dicloruro de etilenbis(1-indenil)circonio, dicloruro de dimetilsililenbis(2-metil-4-fenil-inden-1-il)circonio, dicloruro de difenilmetilen(ciclopentadienil)(fluoren-9-il)circonio y dicloruro de dimetilmetilen[1-(4-terc-butil-2-metil- ciclopentadienil)](fluoren-9-il)circonio.
Los catalizadores de metaloceno se proporcionan preferentemente en un soporte solido. El soporte puede ser un solido inerte, organico o inorganico, que sea qmmicamente no reactivo con cualquiera de los componentes del catalizador de metaloceno convencional. Los materiales de soporte adecuados para el catalizador en soporte de la presente invencion incluyen oxidos inorganicos solidos, tales como sflice, alumina, oxido de magnesio, oxido de titanio, oxido de torio, asf como oxidos mixtos de sflice y uno o mas oxidos de metal del grupo 2 o 13, tales como oxidos mixtos de sflice-magnesia y sflice-alumina. La sflice, la alumina y los oxidos mixtos de sflice y uno o mas oxidos de metal del grupo 2 o 13 son materiales de soporte preferentes. Los ejemplos preferentes de dichos oxidos mixtos son las sflice-aluminas. El mas preferente es sflice. La sflice puede estar en forma granular, aglomerada, pirogena u otra forma. El soporte es preferentemente un compuesto de sflice. En un modo de realizacion preferente, el catalizador de metaloceno se proporciona en un soporte solido, preferentemente un soporte de sflice. En un modo de realizacion, el catalizador para su uso en el presente procedimiento es un catalizador de metalocenoalumoxano en soporte que consiste en un metaloceno y un alumoxano que estan unidos sobre un soporte de sflice porosa.
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En otro modo de realizacion de la presente invencion, dicho catalizador es un catalizador de Ziegler-Natta. La expresion "catalizador de Ziegler-Natta" o "catalizador ZN" se refiere a catalizadores que tienen una formula general M1Xv, en la que M1 es un compuesto de metal de transicion seleccionado del grupo IV a VII, en la que X es un halogeno y en la que v es la Valencia del metal. Preferentemente, M1 es un metal del grupo IV, grupo V o grupo VI, mas preferentemente titanio, cromo o vanadio y lo mas preferentemente titanio. Preferentemente, X es cloro o bromo, y lo mas preferentemente, cloro. Los ejemplos ilustrativos de los compuestos de metal de transicion comprenden, pero no se limitan a, TiCh, TiCU. Los catalizadores ZN adecuados para su uso en la invencion se describen en el documento US6930071 y el documento US6864207, que se incorporan en el presente documento por referencia.
En un modo de realizacion, el catalizador se anade al reactor como una suspension de catalizador. Como se usa en el presente documento, la expresion "suspension de catalizador" se refiere a una composicion que comprende partfculas solidas de catalizador y un diluyente. Las partfculas solidas se pueden suspender en el diluyente, de forma espontanea o por tecnicas de homogeneizacion, tales como mezcla. Las partfculas solidas se pueden distribuir de forma no homogenea en un diluyente y formar un sedimento o deposito.
Opcionalmente, se usa agente de activacion en los procedimientos de acuerdo con la invencion. La expresion "agente de activacion" se refiere a materiales que se pueden usar en conjuncion con un catalizador para mejorar la actividad del catalizador durante la reaccion de polimerizacion. En la presente invencion, particularmente se refiere a
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un compuesto de organoaluminio, que esta opcionalmente halogenado, que tiene la formula general AlR R R o
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AlRRY, en la que R, R, R es un alquilo que tiene de 1 a 6 atomos de carbono y R, R, R pueden ser iguales o diferentes y en la que Y es hidrogeno o un halogeno, como se divulga en el documento US6930071 y el documento US6864207, que se incorporan en el presente documento por referencia. Los agentes de activacion preferentes son trietil aluminio (TEAI), triisobutil aluminio (TIBAI), trimetil aluminio (TMA) y metil-metiletil aluminio (MMEAI). El TEAI es particularmente preferente. En un modo de realizacion, el agente de activacion se anade al reactor de bucle en una suspension de agente de activacion a una concentracion de menos de un 90 % en peso de la composicion de suspension de agente de activacion, mas preferentemente de un 10 a un 50 % en peso, por ejemplo, de aproximadamente un 20 % en peso. Preferentemente, la concentracion del agente de activacion en el reactor de bucle es menor que 200 ppm, mas preferentemente de 10 a 100 partes por millon, lo mas preferentemente de 20-70 ppm y, por ejemplo, de aproximadamente 50 ppm.
La polimerizacion se puede realizar sobre un amplio intervalo de temperaturas. Preferentemente, la temperatura esta dentro del intervalo de aproximadamente 0 °C a aproximadamente 110 °C. Un intervalo mas preferente es de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 100 °C, mas preferentemente de aproximadamente 80 a 110 °C.
La presion del reactor se mantiene preferentemente entre 20 y 100 bar, de 30 a 50 bar, mas preferentemente a una presion de 37 a 45 bar. En un modo de realizacion, el flujo de la suspension se puede establecer entre 5 y 15 m/s.
El reactor de bucle de la presente invencion comprende tubenas interconectadas, que definen una trayectoria del reactor. El reactor se carga con reactivos usados en la reaccion de polimerizacion de la invencion, como se describe a continuacion.
Preferentemente, el reactor de bucle usado en la presente invencion contiene una bomba, mas preferentemente una bomba axial. Las bombas axiales permiten que el fluido entre en el impulsor de forma axial. Descargan fluido de forma casi axial, bombeando (haciendo circular) el lfquido en una direccion que es paralela al eje del rotor. Preferentemente, la bomba comprende un impulsor, un eje (o eje del rotor) y un motor.
Preferentemente, el impulsor de la bomba contiene al menos 4 alabes, mas preferentemente al menos 5 alabes, lo mas preferentemente 6 alabes. El termino "alabe" se refiere a una aleta o perfil aerodimamico, conectada de forma radial al eje. Los alabes forman colectivamente el impulsor, que mueve el fluido girando. Los alabes se pueden fijar directamente sobre el eje o, de forma alternativa, se pueden fijar sobre un cubo, que se puede colocar alrededor del eje.
Preferentemente, el eje de la bomba gira y se extiende hacia el exterior a traves de la pared de la tubena (o tubo) del reactor de bucle, preferentemente en un recodo en forma de L de la trayectoria del reactor, en la que se conecta al motor.
Preferentemente, el motor de la bomba de forma acciona de forma directa o indirecta (por ejemplo, mediante acoplamiento magnetico) el eje del rotor. Preferentemente, el motor es un motor electrico.
Preferentemente, el impulsor se conecta al eje que se extiende a traves de la pared del reactor y se conecta al motor externo. Preferentemente, los alabes y/o el cubo y/o el eje se fabrican de inox (denominado, de forma alternativa, como acero inoxidable o acero resistente a la corrosion).
Preferentemente, la bomba se coloca en un recodo del reactor de bucle. Preferentemente, el impulsor se coloca en o corriente arriba del recodo en el reactor de bucle.
Preferentemente, al menos parte del eje de la bomba esta provisto de un manguito. Preferentemente, de acuerdo
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con la invencion, al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en dicho reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba. Preferentemente, el espacio entre el manguito y el eje proporciona una lmea para suministrar el agente antiensuciamiento al reactor. Preferentemente, el agente antiensuciamiento se suministra al impulsor. Preferentemente, el manguito y el eje proporcionan una salida para el agente antiensuciamiento situado en la proximidad del impulsor y, mas preferentemente, en el lado del impulsor unido al eje de dicha bomba. El extremo opuesto del manguito esta preferentemente sellado. En un modo de realizacion preferente, la proximidad del impulsor se puede definir en el mismo segmento de tubena del reactor de bucle. Preferentemente, el agente antiensuciamiento se introduce en el reactor de bucle contra el impulsor, mas preferentemente corriente abajo del impulsor.
En un modo de realizacion, dicho procedimiento se realiza en un reactor de bucle doble. Preferentemente, dicho reactor de bucle doble comprende dos reactores de bucle conectados en serie.
En un modo de realizacion, el agente antiensuciamiento se introduce en el primer reactor de bucle del reactor de bucle doble a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba del primer reactor de bucle.
En un modo de realizacion, el presente procedimiento se usa para producir, en dos reactores conectados entre sf en serie, una resina de polietileno que tiene una distribucion bimodal de peso molecular. Posteriormente, se afsla el producto de polietileno, preferentemente se seca y preferentemente se extruye en forma de granulos.
La adicion del agente antiensuciamiento a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba tiene la ventaja de reducir o prevenir la obstruccion del equipo.
La invencion se puede entender en detalle con referencia a los modos de realizacion ilustrados en las figuras 1, 2 y 3.
La figura 1 representa una vista en seccion transversal esquematica de una bomba 101 que se puede usar en los procedimientos de acuerdo con el modo de realizacion de la presente invencion. La bomba 101 se encuentra en una recodo de una tubena 104 de un reactor de bucle. La bomba 101 produce un flujo en la trayectoria del reactor ilustrada por la flecha 108. La bomba 101 comprende el impulsor 103, un manguito 101-5 dispuesto alrededor de un eje 101-3 y un motor 102. La lmea 101-1 usada para el agente antiensuciamiento esta colocada entre el eje 101-3 y el manguito 101-5 y tiene los sellos 101-2 en un extremo. La lmea 101-1 conduce al impulsor 103 y se suministra al menos parte del agente antiensuciamiento contra el lado del impulsor 103 unido al eje de la bomba 101, creando un flujo ilustrado por la flecha 101-4. En este modo de realizacion ilustrado, el agente antiensuciamiento se suministra contra de los impulsores 103 de dicha bomba 101.
La figura 2 representa un reactor de bucle unico 100 de acuerdo con un modo de realizacion de la invencion, que consiste en una pluralidad de tubenas interconectadas 104. Se entendera que, aunque el reactor de bucle 100 se ilustra con seis tubenas verticales, dicho reactor de bucle 100 puede estar equipado con menos o mas tubenas, tal como 4 o mas tubenas, por ejemplo, entre 4 y 6 tubenas verticales. Las secciones verticales de los segmentos de tubena 104 estan provistas preferentemente de camisas de calentamiento 105. El calor de polimerizacion se puede extraer por medio de agua de refrigeracion que circula en estas camisas 105 del reactor.
Los reactivos tales como el diluyente, el monomero, los comonomeros opcionales y los aditivos de la reaccion se pueden introducir en el reactor 100 por la lmea 107. El catalizador, opcionalmente en conjuncion con un agente de activacion, se puede inyectar en el reactor 100 a traves del conducto 106. En un modo de realizacion preferente, los catalizadores se introducen justo corriente arriba de la bomba de circulacion, y el diluyente, el monomero, los comonomeros opcionales y los aditivos de la reaccion se introducen justo corriente abajo de la bomba de circulacion.
La suspension de polimerizacion se hace circular de forma direccional a lo largo del reactor de bucle 100 como se ilustra por las flechas 108 por una o mas bombas, tales como la bomba de flujo axial 101. La bomba se puede accionar por un motor electrico 102. Como se usa en el presente documento, el termino "bomba" incluye cualquier dispositivo de accionamiento compresor, que eleva la presion de un fluido, por medio, por ejemplo, de un piston o un conjunto de impulsores giratorios 103.
De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, el agente antiensuciamiento se introduce a traves del manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba 101. El espacio entre el manguito y el eje proporciona una lmea 101-1 para suministrar el agente antiensuciamiento al reactor.
El reactor ilustrado 1 esta provisto ademas de cuatro ramales de sedimentacion 109 conectados a las tubenas del reactor 100. Se entendera que, aunque el reactor de bucle 100 se ilustra con cuatro ramales de sedimentacion 109, dicho reactor de bucle 100 puede estar equipado con menos o mas ramales de sedimentacion. A medida que avanza la polimerizacion, se acumula suspension de polfmero en estos ramales de sedimentacion 109. Los ramales de sedimentacion 109 estan provistos de una valvula de aislamiento 110. Estas valvulas 110 estan abiertas en condiciones normales y se pueden cerrar, por ejemplo, para aislar un ramal de sedimentacion 109 de su funcionamiento. Ademas, los ramales de sedimentacion estan provistos de valvulas de impulso o descarga de producto 111. Las valvulas de descarga 111 pueden ser cualquier tipo de valvula, que pueda permitir la descarga
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continua o periodica de la suspension de poKmero, cuando estan completamente abiertas. La suspension de poKmero sedimentada en los ramales de sedimentacion 109 se retira por medio de lmeas ultrarrapidas 113 hasta una zona de recuperacion de producto (no mostrada).
La figura 3 representa un reactor de bucle doble con un primer reactor 100 conectado en serie al segundo reactor 116. Los reactores comprenden una pluralidad de tubenas interconectadas 104. Las secciones verticales de los segmentos de tubenas interconectadas 104 estan provistas preferentemente de camisas de calentamiento 105 para extraer el calor por medio de agua de refrigeracion. Los reactivos se introducen en el reactor 100 por la lmea 107. El catalizador, opcionalmente en conjuncion con un agente de activacion, se puede inyectar en el reactor 100 a traves del conducto 106. La suspension de polimerizacion se hace circular de forma direccional a lo largo del reactor de bucle 100 como se ilustra por las flechas 108 por una o mas bombas, tales como una bomba de flujo axial 101. La bomba 101 se acciona por un motor electrico 102 y comprende un conjunto de impulsores giratorios 103. De acuerdo con un modo de realizacion de la presente invencion, el agente antiensuciamiento se introduce a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba 101. El espacio entre el manguito y el eje proporciona una lmea 101-1 para suministrar el agente antiensuciamiento al reactor.
Los dos reactores de bucle 100 y 116 estan conectados en serie a traves de los ramales de sedimentacion 109 del primer reactor de bucle 100. Se entendera que, aunque el reactor de bucle 100 se ilustra con cuatro ramales de sedimentacion 109, dicho reactor de bucle 100 puede estar equipado con menos o mas ramales de sedimentacion. Los ramales de sedimentacion 109 del primer reactor de bucle 100 estan provistos preferentemente de una valvula de aislamiento 110. Ademas, los ramales de sedimentacion pueden estar provistos de valvulas de descarga 111. Corriente abajo de la valvula 111 en la salida del ramal de sedimentacion 109 de dicho primer reactor 100, se proporciona una lmea de transferencia 112 que permite transferir la suspension de polfmero sedimentada en el ramal de sedimentacion 109 al segundo reactor 116, preferentemente a traves de una valvula de piston 115. Estas lmeas de transferencia 112 comprenden lmeas de transferencia de productos intermedios, en general cilmdricas. A lo largo de la lmea de transferencia 112, una valvula de tres pasos 114 puede desviar el flujo hasta una zona de recuperacion de producto si el reactor de multiples bucles tiene que usarse en una configuracion paralela.
Los reactivos se introducen en el reactor 116 por la lmea 107, y la suspension de polfmero sedimentada del primer reactor 100 por la lmea 112 a traves de la valvula 115. La suspension de polimerizacion se hace circular de forma direccional a lo largo del segundo reactor de bucle 116 como se ilustra por las flechas 108 por la bomba de flujo axial 1010. La bomba 1010 se acciona por un motor electrico 1020 y comprende un conjunto de impulsores giratorios 1030. La bomba 1010 tambien puede estar provista de un manguito alrededor de al menos parte del eje de la bomba para introducir agente antiensuciamiento al segundo reactor de bucle 116, preferentemente tambien se anade catalizador al segundo reactor.
El segundo reactor 116 tambien esta provisto de cuatro ramales de sedimentacion 109. Se entendera que, aunque el reactor de bucle 116 se ilustra con cuatro ramales de sedimentacion 109, dicho reactor de bucle 116 puede estar equipado con menos o mas ramales de sedimentacion. Los ramales de sedimentacion 109 del segundo reactor de bucle 116 estan provistos preferentemente de una valvula de aislamiento 110 y las valvulas de de impulso o descarga de producto 111. La suspension de polfmero sedimentada en las ramales de sedimentacion 109 del segundo reactor 116 se puede retirar por medio de una o mas lmeas de recuperacion de producto 113, por ejemplo, hasta una zona de recuperacion de producto.
La presente invencion tambien abarca el uso de un agente antiensuciamiento para prevenir o reducir los ensuciamientos de un reactor de bucle, que comprende una bomba con un eje y un impulsor, introduciendo el agente antiensuciamiento en el reactor de bucle contra el lado del impulsor que esta conectado al eje de dicha bomba. En un modo de realizacion, al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en el reactor a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba. En un modo de realizacion, todo el agente antiensuciamiento se suministra a traves del manguito al reactor.
La presente invencion tambien abarca el uso de un agente antiensuciamiento para prevenir o reducir los ensuciamientos de un reactor de bucle, que comprende una bomba con un eje y un impulsor, introduciendo agente antiensuciamiento en el reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba. Preferentemente, al menos parte del agente antiensuciamiento se suministra contra el lado del impulsor unido al eje de la bomba.
Preferentemente, de acuerdo con la invencion, el agente antiensuciamiento se usa para prevenir el bloqueo de un reactor de bucle, mas en particular para prevenir el bloqueo de la bomba. Preferentemente, el agente antiensuciamiento se usa para prevenir el bloqueo de un reactor de bucle con una bomba con un impulsor suministrando el agente antiensuciamiento contra el lado del impulsor unido al eje de la bomba despues de su introduccion al reactor de bucle.
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran la invencion.
Ejemplo 1:
Se suministraron monomero de etileno, comonomero, catalizador de Ziegler-Natta, hidrogeno, agente de activacion
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de TEAI y aproximadamente 18 t/h de diluyente de isobutano a un reactor de bucle doble. Se uso una bomba axial, como se ilustra en la figura 1, para hacer circular la suspension resultante en el primer reactor de bucle. Se introdujeron 81 g/h de una composicion antiensuciamiento de un 2,5% en peso de Stadis 450 disuelta en hexeno (densidad de aproximadamente 0,7 kg/l) (que conduce a aproximadamente 1.157cm3/h de suministro de agente antiensuciamiento en hexeno) en el primer reactor de bucle. Se obtuvo una suspension que comprendfa partfculas de polietileno solidas en diluyente con aproximadamente 4 ppm de agente antiensuciamiento como una funcion del diluyente.
El agente antiensuciamiento se introdujo a traves del manguito dispuesto alrededor del eje de la bomba y se suministro contra el lado del impulsor unido al eje de dicha bomba bajo lavado con diluyente de isobutano de 750 kg/h, proporcionando aproximadamente 108 ppm de agente antiensuciamiento como una funcion del diluyente en el suministro de agente antiensuciamiento a traves de la bomba.
El funcionamiento de la bomba fue estable durante la polimerizacion, las condiciones del procedimiento estaban bien controladas, se obtuvo un producto final de polfmero optimo.
Ejemplo 2
Se suministraron monomero de etileno, comonomero, un catalizador de metaloceno, hidrogeno, agente de activacion y aproximadamente 12,25 t/h de diluyente a un reactor de bucle unico. Se uso una bomba axial para bombear la suspension resultante. Se introdujeron 12,25 g/h de una composicion antiensuciamiento que comprendfa agente antiensuciamiento de un 2,5 % de Synperonic PEL121 disuelto en hexeno (densidad de aproximadamente de 0,7 kg/l) en el reactor (por lo tanto, aproximadamente 700 cm3/h de suministro de agente antiensuciamiento en hexeno). El agente antiensuciamiento se introdujo a traves del manguito dispuesto alrededor del eje de la bomba y se suministro contra el lado del impulsor unido al eje de dicha bomba bajo lavado con diluyente de isobutano de 750 kg/h en el recodo de la trayectoria de reactor alrededor del impulsor de la bomba, proporcionando aproximadamente 16,3 ppm de agente antiensuciamiento como una funcion del diluyente en el suministro de agente antiensuciamiento a traves de la bomba. Se obtuvo una suspension que comprendfa partfculas de polietileno solidas en diluyente con aproximadamente 1 ppm de agente antiensuciamiento como una funcion del diluyente. El funcionamiento de la bomba fue estable durante la polimerizacion, las condiciones del procedimiento estaban bien controladas, se obtuvo un producto final de polfmero optimo.
Ejemplo 3
Configuracion 1 (de acuerdo con un modo de realizacion de la invencion): Se suministraron monomero de etileno, comonomero, catalizador de Ziegler-Natta, hidrogeno, agente de activacion de TEAI y aproximadamente 15 t/h de diluyente de isobutano a un reactor de bucle doble. Se uso una bomba axial, como se ilustra en la figura 1, para hacer circular la suspension resultante en el primer reactor de bucle. Se introdujeron 69,3 g/h de una composicion antiensuciamiento de un 2,5% en peso de Stadis 450 disuelta en hexeno (que conduce a aproximadamente 985 cm3/h de suministro de agente antiensuciamiento en hexeno) en el primer reactor de bucle. El agente antiensuciamiento se introdujo a traves del manguito dispuesto alrededor del eje de la bomba y se suministro contra el lado del impulsor unido al eje de dicha bomba bajo lavado con diluyente de isobutano de 750 kg/h, proporcionando aproximadamente 110 ppm de agente antiensuciamiento como una funcion del diluyente en el suministro de agente antiensuciamiento a traves de la bomba.
Configuracion 2 (comparativa): Se suministraron monomero de etileno, comonomero, catalizador de Ziegler-Natta, hidrogeno, agente de activacion de TEAI y aproximadamente 15 t/h de diluyente de isobutano a un reactor de bucle doble. Se uso una bomba axial, como se ilustra en la figura 1, para hacer circular la suspension resultante en el primer reactor de bucle.
Se introdujeron 68 g/h de una composicion antiensuciamiento de un 2,5% en peso de Stadis 450 disuelta en hexeno en el suministro de monomero (que conduce a aproximadamente 976 cm3/h de suministro de agente antiensuciamiento en hexeno) en el primer reactor de bucle.
Se introdujeron 750 kg/h de isobutano en el manguito dispuesto alrededor del eje de la bomba y se suministraron contra el lado del impulsor unido al eje de dicha bomba.
Configuracion 3 (comparativa): Se suministraron monomero de etileno, comonomero, catalizador de Ziegler-Natta, hidrogeno, agente de activacion de TEAI y aproximadamente 15 t/h de diluyente de isobutano a un reactor de bucle doble. Se uso una bomba axial, como se ilustra en la figura 1, para hacer circular la suspension resultante en el primer reactor de bucle.
Se introdujeron 68 g/h de una composicion antiensuciamiento de un 2,5% en peso de Stadis 450 disuelta en hexeno en el suministro de monomero (que conduce a aproximadamente 976 cc/h de suministro de agente antiensuciamiento en hexeno) en el primer reactor de bucle.
Se introdujeron 750 kg/h de isobutano que contema aproximadamente un 6 % de monomero en el manguito dispuesto alrededor del eje de la bomba y se suministraron contra el lado del impulsor unido al eje de dicha bomba.
Se muestran los resultados de las tres configuraciones en la tabla 1. Tabla 1
- Configuracion 1 Configuracion 2 Configuracion 3
- Vibracion de la bomba
- Ninguna vibracion Pequenas vibraciones Vibraciones importantes
- Potencia de la bomba
- Estable Estable Aumento
- Acumulacion de polvo
- Ninguna acumulacion Acumulacion detras del impulsor Acumulacion a lo largo del eje y detras del impulsor
Durante la abertura de mantenimiento de la bomba no se encontro acumulacion de poKmero detras del impulsor y a lo largo del eje en la configuracion 1, en comparacion con la configuracion 2 y la configuracion 3. La presencia del 5 agente antiensuciamiento en la bomba en la configuracion 1 prevema un aumento de las vibraciones de la bomba y mantema estable la potencia de la bomba.
Claims (15)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Procedimiento de preparacion de una poliolefina en un reactor de bucle en presencia de un agente antiincrustante, comprendiendo dicho reactor de bucle tubenas interconectadas, que definen una trayectoria del reactor, y una bomba axial que comprende un motor, un eje y un impulsor, caracterizado porque al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en dicho reactor de bucle a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba.
- 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que al menos parte del agente antiensuciamiento se alimenta contra el lado del impulsor que esta conectado al eje de dicha bomba.
- 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que todo el agente antiensuciamiento se alimenta a traves del manguito al reactor.
- 4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1a 3, en el que el agente antiensuciamiento se disuelve a una concentracion de un 0,1-10 % en peso en un disolvente.
- 5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente antiensuciamiento se suministra bajo lavado con diluyente, en el que el diluyente se refiere a diluyentes en forma lfquida, es decir, en estado lfquido, lfquido a temperatura ambiente y preferentemente lfquido en las condiciones de presion del reactor de bucle.
- 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el diluyente comprende menos de un 15 % en peso de monomero, preferentemente menos de un 10 % en peso, mas preferentemente menos de un 5 % en peso, mas preferentemente menos de un 1 % en peso de monomero, en el que el monomero se refiere al compuesto de olefina que se va a polimerizar.
- 7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha poliolefina se produce en condiciones de suspension.
- 8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho procedimiento se realiza en un reactor de bucle doble.
- 9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que el agente antiensuciamiento se introduce en el primer reactor de bucle del reactor de bucle doble a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de la bomba del primer reactor de bucle.
- 10. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la poliolefina es polietileno.
- 11. Uso de agente antiensuciamiento en la preparacion de poliolefinas para prevenir o reducir los ensuciamientos de un reactor de bucle, que comprende una bomba con un eje y un impulsor, introduciendo el agente antiensuciamiento en el reactor de bucle contra el lado del impulsor que esta conectado a el eje de dicha bomba.
- 12. Uso de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que al menos parte del agente antiensuciamiento se introduce en el reactor a traves de un manguito dispuesto alrededor de al menos parte del eje de dicha bomba.
- 13. Uso de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que todo el agente antiensuciamiento se suministra a traves del manguito al reactor.
- 14. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el agente antiensuciamiento se disuelve a una concentracion de un 0,1-10 % en peso en un disolvente.
- 15. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 o uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que el agente antiensuciamiento comprende agentes cationicos, agentes anionicos, agentes no ionicos, agentes organometalicos, agentes polimericos o mezclas de los mismos.
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