ES2984199T3 - Proceso de polimerización - Google Patents

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Noureddine Ajellal
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Abstract

La divulgación se refiere a un proceso de polimerización. El proceso de polimerización comprende polimerizar un monómero de olefina y un comonómero en presencia de un catalizador de polimerización en una etapa de polimerización realizada en un reactor de polimerización en un disolvente para producir una solución que comprende un polímero del monómero de olefina y el comonómero. El proceso de polimerización comprende retirar una corriente de escape de la solución del reactor de polimerización en una etapa de extracción. El proceso de polimerización comprende separar la corriente de escape en una primera corriente primaria y una corriente de solución concentrada primaria en una primera etapa de separación primaria, en donde la primera corriente primaria comprende hidrocarburos y polímero. El proceso de polimerización comprende separar la primera corriente primaria en una segunda corriente primaria y una tercera corriente primaria en una segunda etapa de separación primaria, en donde la segunda corriente primaria comprende polímero disuelto y la tercera corriente primaria comprende la mayoría de los hidrocarburos. El proceso de polimerización comprende enfriar la tercera corriente primaria a una temperatura de -80 a 20 °C en una etapa de enfriamiento primario para obtener una tercera corriente primaria enfriada. El proceso de polimerización comprende separar la tercera corriente primaria enfriada en una cuarta corriente primaria y una quinta corriente primaria en una tercera etapa de separación primaria, en donde la cuarta corriente primaria comprende hidrocarburos en fase vapor y la quinta corriente primaria comprende hidrocarburos líquidos. El proceso de polimerización comprende devolver la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria de forma independiente en una etapa de retorno primario a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso de polimerización
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a un proceso de polimerización y, en particular, a un proceso de polimerización en solución.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
El documento de Patente WO 2009/013217 A divulga un proceso para la separación de una corriente de alimentación que contiene hidrocarburos que comprende las etapas de: (a) opcionalmente enfriar dicha corriente de alimentación que contiene hidrocarburos usando un ciclo de refrigeración por absorción, (b) introducir dicha corriente de alimentación en un primera zona de destilación para someter dicha alimentación a condiciones de destilación adaptadas para eliminar b1) una corriente inferior que comprende el comonómero, y b2) una corriente superior que comprende diluyente de hidrocarburo, monómero de olefina y componentes adicionales tales como H2, N2, O2, CO, CO2, y formaldehído, y (c) introducir la corriente superior de la etapa b) en una segunda zona de destilación para someter dicha corriente a condiciones de destilación adaptadas para eliminar c1) una corriente inferior que comprende un diluyente de hidrocarburo sustancialmente libre de olefinas, c2) una corriente secundaria que comprende hidrocarburo diluyente, y c3) una corriente de vapor superior que comprende monómero de olefina, diluyente y componentes adicionales tales como formaldehído, N2, O2, CO, CO2, y (d) enfriar la temperatura de dicha corriente de vapor superior eliminada usando un ciclo de refrigeración por absorción antes para separar dicho monómero de olefina de dicho diluyente en dicha corriente de vapor superior.
El documento de Patente WO 2009/090254 A divulga un proceso para optimizar la recuperación de monómeros sin reaccionar de un proceso de polimerización, en donde dicho proceso comprende las etapas de - recuperar una corriente de fluido generada por la separación del producto de poliolefina del fluido de polimerización que comprende monómeros sin reaccionar y opcionalmente comonómeros; - poner en contacto dicha corriente de fluido en una zona de absorción con un líquido de lavado que comprende al menos un hidrocarburo C4-10, absorbiendo así al menos una porción de los monómeros sin reaccionar en dicho líquido de lavado; y - retirar de dicha zona de absorción (i) un vapor superior que comprende gas ligero y (ii) un líquido de lavado de residuos del absorbente que comprende dichos hidrocarburos C4-10 y dicho monómero sin reaccionar; recuperando así dicho monómero sin reaccionar en dicho líquido de lavado de residuos de absorbente que comprende dichos hidrocarburos C4-10.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Un objeto de la presente invención es dar a conocer un proceso de polimerización en el que se minimice la pérdida de hidrocarburos en la corriente de vapor.
El objetivo de la presente invención se consigue mediante un proceso de polimerización que se caracteriza por lo que se indica en la reivindicación independiente. Las realizaciones preferentes de la divulgación se describen en las reivindicaciones dependientes.
La divulgación se basa en la idea de dar a conocer un proceso de polimerización que comprende:
- polimerizar un monómero de olefina y un comonómero en presencia de un catalizador de polimerización en una etapa de polimerización realizada en un reactor de polimerización en un disolvente para producir una solución que comprende un polímero del monómero de olefina y el comonómero;
- retirar una corriente de salida de la solución del reactor de polimerización en una etapa de retirada;
- separar la corriente de salida en una primera corriente primaria y una corriente de solución concentrada primaria en una primera etapa de separación primaria, en la que la primera corriente primaria comprende hidrocarburos y polímero;
- separar la primera corriente primaria en una segunda corriente primaria y una tercera corriente primaria en una segunda etapa de separación primaria, en la que la segunda corriente primaria comprende polímero disuelto y la tercera corriente primaria comprende la mayoría de los hidrocarburos;
- enfriar la tercera corriente primaria a una temperatura de -80 a 20 °C en una etapa de enfriamiento primario para obtener una tercera corriente primaria enfriada;
- separar la tercera corriente primaria enfriada en una cuarta corriente primaria y una quinta corriente primaria en una tercera etapa de separación primaria, en la que la cuarta corriente primaria comprende hidrocarburos en fase de vapor y la quinta corriente primaria comprende hidrocarburos líquidos; y
- devolver la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria de forma independiente en una etapa de retorno primario a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización.
Una ventaja del proceso de la divulgación es que reduce la concentración de los hidrocarburos, por ejemplo, etileno y hexano, que se pierde en una corriente de purga ya que se condensará una fracción considerable de diferentes hidrocarburos. La corriente de purga comprende hidrocarburos ligeros inertes, que se purgan desde un tanque de alimentación a una unidad aguas abajo. Además, la posibilidad de enfriar la primera corriente primaria procedente de la primera etapa de separación primaria permite omitir una sección de enfriamiento antes de un reactor. De este modo, la divulgación aumenta la flexibilidad del proceso y permite nuevas posibilidades de optimización.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
A continuación, la divulgación se describirá en detalle por medio de realizaciones preferentes con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
La figura 1 es un dibujo esquemático de un proceso de polimerización según una realización de la divulgación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La divulgación se refiere a un proceso de polimerización para polimerizar una o más olefinas en uno o más reactores de polimerización en solución, es decir, un proceso de polimerización en solución. El proceso de polimerización en solución se lleva a cabo típicamente en un disolvente en el que se disuelven el monómero, los eventuales comonómeros, el eventual agente de transferencia de cadena y el polímero formado en el curso del proceso. Dichos procesos se describen, entre otros, en los documentos de Patente WO 1997/036942 A, WO 2006/083515 A, WO 2008/082511 A y WO 2009/080710 A.
Alimentación
Según una realización, el proceso de polimerización comprende una etapa de alimentación, en la que se presuriza y enfría una corriente de alimentación que comprende monómero, comonómero, disolvente e hidrógeno opcional. La corriente de alimentación se alimenta desde un tanque de alimentación 1 a través de la línea 11 a una bomba de alimentación 2, donde se presuriza. La corriente de alimentación presurizada se alimenta desde la bomba de alimentación 2 a través de la línea 21 a un dispositivo de preenfriamiento 3, donde se enfría. Por ejemplo, el dispositivo de preenfriamiento 3 es un intercambiador de calor. La corriente de alimentación enfriada se extrae del dispositivo de preenfriamiento 3 a través de la línea 31.
Polimerización
El proceso de polimerización comprende una etapa de polimerización, en la que se polimerizan un monómero de olefina y un comonómero en presencia de un catalizador de polimerización. La etapa de polimerización se lleva a cabo en un reactor de polimerización 4 en un disolvente. El monómero enfriado se recibe al reactor de polimerización 4 a través de la línea 31, por ejemplo en forma de corriente de alimentación. El propósito de la etapa de polimerización es producir una solución que comprende un polímero del monómero de olefina y el comonómero.
La etapa de polimerización también puede realizarse en más de un reactor de polimerización. Es obvio que cuando el presente documento se refiere a un reactor de polimerización, puede aplicarse igualmente a más de un reactor y, en concreto, a cualquiera de los reactores. Además, cuando se hace referencia a más de un reactor, se puede aplicar igualmente a un reactor de polimerización.
Preferentemente, el monómero de olefina usado en la etapa de polimerización tiene de 2 a 10 átomos de carbono. Más preferentemente, el monómero de olefina se selecciona del grupo que consiste en etileno, propileno y 1-buteno. De manera especialmente preferente, el monómero de olefina es etileno.
Según una realización, el comonómero utilizado en la etapa de polimerización se selecciona del grupo formado por alfa-olefinas diferentes del monómero de olefina; polienos, tales como alfa-omegadienos no conjugados, que tienen de 3 a 10 átomos de carbono, olefinas cíclicas que tienen de 6 a 20 átomos de carbono y polienos cíclicos que tienen de 6 a 20 átomos de carbono. Preferentemente, el comonómero se selecciona del grupo de alfa-olefinas diferentes del monómero de olefina que tiene de 2 a 10 átomos de carbono, tales como 1 -buteno, 1 -hexeno y 1 -octeno cuando el monómero de olefina es etileno; y etileno, 1-buteno y 1 -hexeno cuando el monómero de olefina es propileno. Normalmente se utilizan 1-hexeno y 1-octeno como comonómeros en la polimerización en solución. La etapa de polimerización también se puede llevar a cabo usando más de un comonómero.
El catalizador de polimerización puede ser cualquier catalizador conocido en el estado de la técnica, que sea capaz de polimerizar el monómero y el comonómero. Por tanto, el catalizador de polimerización puede ser un catalizador de Ziegler-Natta tal como se describe en los documentos de Patente EP 280352 A, EP 280353 A y EP 286148 A, puede ser un catalizador de metaloceno tal como se describe en los documentos de Patente WO 1993025590 A, US 5001205 A, WO 1987003604 A y US 5001244. A, o puede ser una combinación de estos. Además, se pueden utilizar otros catalizadores adecuados, como por ejemplo catalizadores de metales de transición tardía.
El catalizador de polimerización puede estar comprendido en un sistema catalizador de polimerización. Según una realización, la etapa de polimerización se lleva a cabo en presencia de más de un catalizador.
Según una realización, la etapa de polimerización se lleva a cabo en presencia de uno o más agentes de transferencia de cadena. El uno o más agentes de transferencia de cadena se pueden usar para controlar el peso molecular del polímero, como se conoce en el estado de la técnica. Un agente de transferencia de cadena adecuado, por ejemplo, es el hidrógeno.
El disolvente puede ser cualquier alquilo de cadena lineal o ramificada adecuado que tenga de 3 a 20 átomos de carbono, un alquilo cíclico, que tenga opcionalmente sustituyentes alquilo, que tenga de 5 a 20 átomos de carbono, o un arilo, que tenga opcionalmente sustituyentes alquilo, que tenga de 6 a 20 átomos de carbono, o una mezcla de dos o más de los compuestos enumerados anteriormente. El disolvente debe ser inerte frente al catalizador de polimerización y los monómeros. Además, debe ser estable en las condiciones de polimerización. Además debe poder disolver el monómero, el comonómero, el agente de transferencia de cadena opcional y el polímero en las condiciones de polimerización.
Como resultado, durante la etapa de polimerización, el sistema de polimerización está en su estado de fluido denso y comprende monómeros de olefina, comonómero, disolvente, cualquier agente de transferencia de cadena presente y el producto polimérico.
La temperatura en el reactor de polimerización 4 es tal que el polímero formado en la reacción de polimerización se disuelve completamente en la mezcla de reacción que comprende el disolvente, el comonómero, el eventual agente de transferencia de cadena y el polímero. La temperatura es convenientemente mayor que la temperatura de fusión del polímero. Por lo tanto, cuando el polímero es un homo o copolímero de etileno, la temperatura es convenientemente de 120 °C a 220 °C, tal como de 150 °C a 200 °C, dependiendo del contenido de unidades de comonómero en el polímero. Cuando el polímero es un homo o copolímero de propileno, la temperatura es convenientemente de 165 °C a 250 °C, tal como de 170 °C a 220 °C, dependiendo del contenido de unidades de comonómero en el polímero.
La presión en el reactor de polimerización 4 depende, por un lado, de la temperatura y, por otro lado, del tipo y cantidad del comonómero. La presión es convenientemente de 50 a 300 bar, preferentemente de 50 a 250 bar y más preferentemente de 70 a 200 bar.
El tiempo de residencia es corto, normalmente menos de 10 minutos.
El proceso se hace funcionar convenientemente de forma continua. De este modo, se pasan continuamente corrientes de monómero, comonómero, catalizador y disolvente y, cuando están presentes, corriente de agente de transferencia de cadena, al reactor de polimerización 4.
El proceso de polimerización comprende una etapa de retirada, en la que una corriente de salida de la solución, es decir, una corriente de producto que comprende monómero sin reaccionar, comonómero sin reaccionar, polímero disuelto y eventualmente el agente de transferencia de cadena sin reaccionar, se retira del reactor de polimerización 4 de forma continua o intermitente, preferentemente de forma continua. La corriente de salida se retira del reactor de polimerización 4 a través de la línea 41.
Primera separación primaria
El proceso de polimerización comprende una primera etapa de separación primaria, en la que la corriente de salida se separa en una primera corriente primaria, es decir, una corriente superior, y una corriente de solución concentrada, es decir, una corriente inferior. La primera corriente primaria comprende hidrocarburos y polímero arrastrado. Preferentemente, la primera etapa de separación primaria se lleva a cabo utilizando un separador, en el que coexisten una fase líquida que comprende el polímero y una fase de vapor.
Según una realización, el proceso de polimerización comprende dos reactores de polimerización dispuestos en paralelo, y las corrientes de salida de cada reactor de polimerización se combinan antes de la primera etapa de separación primaria.
Según una realización alternativa, el proceso de polimerización comprende dos reactores de polimerización dispuestos en serie, en donde la corriente de salida de un primer reactor de polimerización se alimenta a un segundo reactor de polimerización y la corriente de salida del segundo reactor de polimerización se separa en la primera etapa de separación primaria.
Según aún una realización alternativa, el proceso de polimerización comprende dos o más disposiciones de reactores de polimerización, en donde cada disposición de reactores de polimerización comprende dos o más reactores de polimerización dispuestos en serie. En este caso, las corrientes de salida de las disposiciones del reactor de polimerización se combinan antes de la primera etapa de separación primaria.
La primera etapa de separación primaria se puede realizar en cualquier etapa del proceso en el que se puedan retirar compuestos volátiles de la solución. Normalmente, dicha etapa del proceso implica la reducción de la presión y preferentemente el calentamiento de la solución. Un ejemplo típico de este tipo de etapa del proceso es la evaporación rápida. Por ejemplo, la corriente de la solución se calienta y luego se pasa a lo largo de una línea hasta un recipiente receptor, es decir, un recipiente de evaporación rápida, que funciona a una presión sustancialmente menor que la presión en el reactor de polimerización. De este modo, una parte del fluido contenido en la solución se evapora y se retira como primera corriente primaria, es decir, la corriente de vapor. La primera corriente primaria contiene también polímero arrastrado en la corriente de vapor. La parte que queda en la solución con el polímero forma la corriente de solución concentrada.
Preferentemente, la corriente de la solución se calienta de manera que se produzca una corriente calentada. Normalmente, la temperatura de la corriente calentada es de 200 °C a 300 °C, preferentemente de 210 °C a 270 °C y más preferentemente de 210 °C a 250 °C. Preferentemente, la temperatura de la corriente calentada es de 10 °C a 120 °C, más preferentemente de 20 °C a 100 °C mayor que la temperatura de la solución en el reactor de polimerización.
La presión de la corriente de la solución se reduce de modo que la presión en el recipiente receptor esté dentro del intervalo de 1 a 15 bar, preferentemente de 2 a 12 bar y más preferentemente de 5 a 10 bar. Preferentemente, la presión se reduce de modo que sea al menos desde aproximadamente 40 bar hasta aproximadamente 295 bar menor que la presión en el reactor de polimerización.
Evaporación rápida
Según una realización, la primera etapa de separación primaria es una etapa de evaporación rápida. De este modo, en la etapa de separación están presentes una fase líquida y una fase de vapor. La etapa de evaporación rápida se lleva a cabo en un primer dispositivo de separación primaria 5a, que es preferentemente un recipiente de evaporación rápida. La corriente de salida se recibe en el primer dispositivo de separación primaria 5a a través de la línea 41a. El recipiente de evaporación es un recipiente vertical que tiene preferentemente una forma generalmente cilíndrica. De este modo el recipiente de evaporación rápida tiene una sección que tiene aproximadamente una sección transversal circular. Preferentemente, el recipiente de evaporación tiene una sección cilíndrica, que tiene forma de cilindro circular. Además de la sección cilíndrica, el recipiente de evaporación puede tener secciones adicionales, tales como una sección inferior, que puede ser cónica, y una sección superior, que puede ser semiesférica. Alternativamente, el recipiente de evaporación también puede tener una forma generalmente cónica.
La temperatura en el recipiente de evaporación suele oscilar entre 130 y 250 °C. La temperatura debe ser suficientemente alta para mantener la viscosidad de la solución a un nivel adecuado pero menor que la temperatura a la que se degrada el polímero. La presión en el recipiente de evaporación suele oscilar entre 15 bar y la atmosférica, o incluso menos que la atmosférica.
La corriente de salida entra al recipiente de evaporación rápida por la parte superior. La solución se desplaza hacia abajo en el recipiente de evaporación rápida mientras que los gases que se evaporan de la solución se desplazan hacia arriba. Según esta forma de realización preferente, la solución polimérica forma una película fina que cae hacia abajo en el recipiente de evaporación rápida. Esto facilita la eliminación de hidrocarburos de la solución polimérica. Los gases normalmente se extraen de la parte superior del recipiente de evaporación rápida mientras que la solución se extrae del fondo. Por lo general, una pequeña cantidad de polímero es arrastrada en los hidrocarburos y, por tanto, se retira del recipiente de evaporación rápida con los hidrocarburos.
Según una forma de realización especialmente preferente, la corriente de salida se pulveriza en el recipiente de evaporación rápida. La pulverización se puede realizar utilizando una o más boquillas adecuadas, que dispersan la corriente de solución en gotas. Dichas boquillas son bien conocidas en la industria e incluyen boquillas atomizadoras de aire, boquillas de abanico plano, boquillas de cono hueco y boquillas de cono lleno. Preferentemente, las boquillas rompen la corriente en gotas que tienen un tamaño no superior a aproximadamente 1 mm.
La boquilla forma una corriente de gotas en el recipiente de evaporación rápida. La corriente de gotitas luego se coagula dentro del recipiente de evaporación rápida y forma una película descendente que tiene un área superficial relativamente alta. Esto mejora la transferencia de masa de los componentes volátiles de la solución.
Como se describió anteriormente, el recipiente de evaporación puede tener una forma vertical generalmente cilíndrica. A continuación, la corriente de gotas se dirige tangencialmente a la pared del recipiente de evaporación mediante una posición adecuada de la boquilla. Por tanto, la boquilla está situada convenientemente relativamente cerca de la pared de modo que su salida esté dirigida tangencialmente a la pared. Cuando la corriente de gotas sale de la boquilla, se mueve en la dirección de la pared formando una película que cae hacia abajo. También es posible que el recipiente de evaporación rápida tenga una forma vertical, generalmente cónica. En tal realización, es posible dirigir la corriente de las gotitas tangencialmente con la pared del recipiente de evaporación rápida, como se describió anteriormente. Sin embargo, también es posible dirigir las gotas axialmente hacia la pared del recipiente de evaporación. La boquilla o las boquillas están entonces dispuestas excéntricamente dentro del recipiente de evaporación rápida. En ambas disposiciones, la solución polimérica forma una película descendente dentro del recipiente de evaporación rápida.
El contenido de polímero en la corriente de solución concentrada primaria extraída de la etapa de evaporación rápida es típicamente de 35 a 99 % en peso. En otras palabras, la corriente de solución concentrada primaria extraída de la primera etapa de evaporación rápida contiene de 1 a 65 % en peso de hidrocarburos residuales.
Cuando se observa desde un ángulo diferente, la primera corriente primaria extraída del recipiente de evaporación rápida es del 35 al 80% en peso del total de corrientes de material extraídas del recipiente de evaporación rápida. La primera corriente primaria comprende monómero sin reaccionar, comonómero sin reaccionar, disolvente y polímero arrastrado.
La corriente de solución concentrada primaria se retira del primer dispositivo de separación primaria 5a a través de la línea 51a. La primera corriente primaria se extrae del primer dispositivo de separación primaria 5a a través de la línea 52a.
Utilizando la evaporación rápida tal como se describe anteriormente, es posible lograr una alta eficiencia de separación. Por ejemplo, la eficacia de separación de hidrocarburos que contienen seis átomos de carbono es al menos el 75 % y preferentemente al menos el 80 %. Además, la eficiencia de separación para hidrocarburos que contienen ocho átomos de carbono es de al menos el 60 % y preferentemente al menos el 65 %. La eficiencia de separación se define como el flujo másico del componente extraído en la corriente de vapor dividido por el flujo másico (teórico) del componente en la corriente de vapor en condiciones de equilibrio.
La corriente de solución concentrada primaria contiene polímero disuelto en disolvente y comonómero sin reaccionar. También puede contener monómero residual, que permanece en la solución. Normalmente, la concentración de polímero en la corriente concentrada es del 40 % al 90 % en peso, preferentemente del 50 al 80 % en peso y lo más preferentemente del 60 al 75 % en peso, basado en el contenido en peso total de la corriente de solución concentrada. La corriente de solución concentrada primaria suele estar entonces en fase líquida. La corriente de solución concentrada primaria puede contener una cantidad menor de vapor, como burbujas de vapor. La cantidad de vapor en la corriente concentrada normalmente no es superior al 40 % en volumen, preferentemente no superior al 30 % en volumen y especialmente preferentemente no superior al 20 % en volumen, tal como no superior al 10 % en volumen o no superior al 5 % en volumen. La primera corriente primaria contiene monómero sin reaccionar y otros compuestos volátiles, como hidrógeno. La primera corriente primaria también contiene algo del disolvente y comonómero. La primera corriente primaria comprende también polímero arrastrado en la fase de vapor. La corriente de vapor puede comprender opcionalmente una pequeña cantidad de gotitas de líquido. La cantidad de tales gotitas normalmente no es superior al 40 % en volumen, preferentemente no superior al 30 % en volumen y de manera especialmente preferente no superior al 20 % en volumen.
En la configuración del reactor de polimerización en paralelo, es posible combinar las corrientes de salida antes de que pasen a la etapa de separación. En tal caso, se mezclan convenientemente antes de una etapa de calentamiento. Sin embargo, también es posible hacer pasar cada una de las corrientes de las soluciones a una etapa de separación dedicada, produciendo así dos o más corrientes de solución concentradas. En tal caso, se prefiere combinar las corrientes de solución concentradas antes de pasar a una etapa de separación posterior.
Segunda separación primaria
El proceso de polimerización comprende una segunda etapa de separación primaria, en la que la primera corriente primaria se separa en una segunda corriente primaria, es decir, una corriente inferior, y una tercera corriente primaria, es decir, una corriente superior. La segunda corriente primaria comprende polímero disuelto y la tercera corriente primaria comprende la mayoría de los hidrocarburos.
La segunda etapa de separación primaria se lleva a cabo utilizando un segundo dispositivo de separación primaria 6a adecuado para separar componentes ligeros de componentes pesados. Según una realización, la segunda etapa de separación primaria se lleva a cabo utilizando una columna empacada o un lecho empacado. En otras palabras, el segundo dispositivo de separación primaria 6a es una columna empacada o un lecho empacado. El segundo dispositivo de separación primaria 6a comprende un recipiente que está lleno con material de empacado adecuado.
Por ejemplo, la columna empacada o lecho empacado comprende una columna cilíndrica equipada con una entrada de gas y un espacio de distribución en el fondo; salidas de gas y líquido en la parte superior e inferior, respectivamente; y una masa soportada de formas sólidas inertes, llamada empacamiento. El soporte debe tener una gran parte de área abierta, para que no se produzcan inundaciones en la placa de soporte. La primera corriente primaria ingresa al espacio de distribución debajo del empaque y fluye hacia arriba a través de los intersticios del empaque. Durante este flujo, la primera corriente primaria se enfría y se divide en la segunda corriente primaria y la tercera corriente primaria. La segunda corriente primaria sale de la columna cilíndrica a través de la salida de líquido en el fondo. La tercera corriente primaria sale de la columna cilíndrica a través de la salida de gas en la parte superior.
La primera corriente primaria se recibe en el segundo dispositivo de separación primaria 6a a través de la línea 52a. La segunda corriente primaria se extrae del segundo dispositivo de separación primaria 6a a través de la línea 61a. La tercera corriente primaria se extrae del segundo dispositivo de separación primaria 6a a través de la línea 62a.
Según una realización, al menos una parte de la segunda corriente primaria se devuelve a la segunda etapa de separación primaria, es decir, al segundo dispositivo 6 de separación primaria. La parte de la segunda corriente primaria se devuelve al segundo dispositivo de separación primaria 6a a través de la línea 63a. Enfriamiento
El proceso de polimerización comprende una etapa de enfriamiento primario, en la que la tercera corriente primaria se enfría a una temperatura de -80 a 20 °C para obtener una tercera corriente primaria enfriada. Según una realización, la etapa de enfriamiento primario se realiza en una etapa. Según una realización, la etapa de enfriamiento primario se realiza en múltiples etapas.
Según una realización, la tercera corriente primaria se enfría en la etapa de enfriamiento primario a una temperatura de -80 a 10 °C, preferentemente de -80 a 0 °C, más preferentemente de -80 a -10 °C, incluso más preferentemente de -80 a -20 °C.
Según una realización, se recupera calor de la tercera corriente primaria en la etapa de enfriamiento primario y se genera vapor usando el calor.
Según una realización, la etapa de enfriamiento primario se lleva a cabo utilizando un dispositivo de enfriamiento primario 7a, tal como un enfriador profundo o un condensador. Por ejemplo, el dispositivo de refrigeración primario 7a comprende un intercambiador de calor.
La tercera corriente primaria se recibe en el dispositivo de enfriamiento primario 7a a través de la línea 62a. La tercera corriente primaria enfriada se extrae del dispositivo de enfriamiento primario 7a a través de la línea 71a.
Tercera separación primaria
El proceso de polimerización comprende una tercera etapa de separación primaria, en la que la tercera corriente primaria enfriada se separa en una cuarta corriente primaria, es decir, una corriente superior, y una quinta corriente primaria, es decir, una corriente inferior. La cuarta corriente primaria comprende hidrocarburos vaporizados y la quinta corriente primaria comprende hidrocarburos líquidos.
La tercera etapa de separación primaria se lleva a cabo utilizando un tercer dispositivo de separación primaria 8a adecuado para separar componentes ligeros de componentes pesados. Preferentemente, el tercer dispositivo de separación primaria 8a comprende un recipiente, tal como un tanque de retención.
Según una realización, la tercera etapa de separación primaria comprende
- pasar la tercera corriente primaria al interior del recipiente;
- mantener un nivel de líquido en el recipiente;
- retirar la cuarta corriente primaria por encima de dicho nivel de líquido en el recipiente; y
- retirar la quinta corriente primaria por debajo de dicho nivel de líquido en el recipiente.
La tercera corriente primaria enfriada se recibe en el tercer dispositivo de separación primaria 8a a través de la línea 71a. La cuarta corriente primaria se extrae del tercer dispositivo de separación primaria 8a a través de la línea 81 a. La quinta corriente primaria se extrae del tercer dispositivo de separación primaria 8a a través de la línea 82a.
Según una realización, al menos una parte de la quinta corriente primaria se devuelve a la segunda etapa de separación primaria, es decir, al segundo dispositivo de separación primaria 6a. La parte de la quinta corriente primaria se devuelve al segundo dispositivo de separación primaria 6a a través de la línea 83a. Retorno
El proceso de polimerización comprende una etapa de retorno primario, en la que la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria se devuelven independientemente a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización 4. En otras palabras, la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria se devuelven a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización 4 independientemente entre sí. En la ubicación aguas arriba del reactor de polimerización 4, la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria se combinan con una corriente de hidrocarburo nueva y la corriente combinada se alimenta luego al reactor de polimerización 4.
Según una realización, la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria se alimentan en la etapa de retorno primario independientemente a un tanque de alimentación 1 , a una ubicación entre una salida del tanque de alimentación 1 y una bomba de alimentación 2 , o a una ubicación entre un dispositivo de preenfriamiento 3 y el reactor de polimerización 4.
La alimentación de la cuarta corriente primaria al tanque de alimentación 1 se realiza utilizando la línea 84a. La alimentación de la cuarta corriente primaria a la ubicación entre la salida del tanque de alimentación 1 y una bomba de alimentación 2 se realiza usando la línea 85a. La alimentación de la cuarta corriente primaria a la ubicación entre el dispositivo de preenfriamiento 3 y el reactor de polimerización 4 se realiza usando la línea 86a. La alimentación de la quinta corriente primaria al tanque de alimentación de monómero 1 se realiza utilizando la línea 87a. La alimentación de la quinta corriente primaria a la ubicación entre la salida del tanque de alimentación de monómero 1 y una bomba de alimentación 2 se realiza usando la línea 88a. La alimentación de la quinta corriente primaria a la ubicación entre el dispositivo de preenfriamiento 3 y el reactor de polimerización 4 se realiza usando la línea 89a.
Separación secundaria
Según una realización, el proceso de polimerización comprende una primera etapa de separación secundaria, en la que la corriente de solución concentrada primaria se separa en una primera corriente secundaria, es decir, una corriente superior, y una corriente de solución concentrada secundaria, es decir, una corriente inferior. Preferentemente, la primera etapa de separación secundaria se lleva a cabo usando un separador, en el que coexisten una fase líquida que comprende el polímero y una fase de vapor. Según una realización, la primera etapa de separación secundaria es una etapa de evaporación rápida.
La etapa de evaporación rápida se lleva a cabo en un primer dispositivo de separación secundaria 5b, que es preferentemente un recipiente de evaporación rápida. La corriente de solución concentrada primaria se recibe en el primer dispositivo de separación secundario 5b a través de la línea 51a. La primera corriente secundaria comprende hidrocarburos y polímero. La primera etapa de separación secundaria se puede realizar de la misma manera que la primera etapa de separación primaria.
La corriente de solución concentrada secundaria se retira del primer dispositivo de separación secundaria 5b a través de la línea 51 b. Por ejemplo, la corriente de solución de concentración secundaria se alimenta a una etapa de separación adicional. La primera corriente secundaria se extrae del primer dispositivo de separación secundaria 5b a través de la línea 52b.
Según una realización, el proceso de polimerización comprende una segunda etapa de separación secundaria, en la que la primera corriente secundaria se separa en una segunda corriente secundaria, es decir, una corriente inferior, y una tercera corriente secundaria, es decir, una corriente superior. La segunda corriente secundaria comprende polímero disuelto y la tercera corriente secundaria comprende la mayoría de los hidrocarburos.
La segunda etapa de separación secundaria se lleva a cabo usando un segundo dispositivo de separación secundaria 6b adecuado para separar componentes ligeros de componentes pesados. Según una realización, la segunda etapa de separación secundaria se lleva a cabo usando una columna empacada o un lecho empacado. En otras palabras, el segundo dispositivo de separación secundaria 6b es una columna empacada o un lecho empacado. El segundo dispositivo de separación secundaria 6b comprende un recipiente que está lleno con material de empacado adecuado. La segunda etapa de separación secundaria se puede realizar de la misma manera que la segunda etapa de separación primaria.
La primera corriente secundaria se recibe en el segundo dispositivo de separación secundaria 6b a través de la línea 52b. La segunda corriente secundaria se extrae del segundo dispositivo de separación secundaria 6b a través de la línea 61b. La tercera corriente secundaria se extrae del segundo dispositivo de separación secundaria 6b a través de la línea 62b.
Según una realización, el proceso de polimerización comprende una etapa de enfriamiento secundario, en la que la tercera corriente secundaria se enfría a una temperatura de -80 a 20 °C para obtener una tercera corriente secundaria enfriada. Según una realización, la tercera corriente secundaria se enfría en la etapa de enfriamiento secundario a una temperatura de -80 a 10 °C, preferentemente de -80 a 0 °C, más preferentemente de -80 a -10 °C, incluso más preferentemente de -80 a -20 °C.
Según una realización, la etapa de enfriamiento secundario se lleva a cabo usando un dispositivo de enfriamiento secundario 7b, tal como un enfriador profundo o un condensador. Por ejemplo, el dispositivo de refrigeración secundario 7b comprende un intercambiador de calor. La etapa de enfriamiento secundaria se puede realizar de la misma manera que la etapa de enfriamiento primaria.
La tercera corriente secundaria se recibe en el dispositivo de enfriamiento secundario 7b a través de la línea 62b. La tercera corriente secundaria enfriada se extrae del dispositivo de enfriamiento secundario 7b a través de la línea 71b.
Según una realización, el proceso de polimerización comprende una tercera etapa de separación secundaria, en la que la tercera corriente secundaria enfriada se separa en una cuarta corriente secundaria, es decir, una corriente superior, y una quinta corriente secundaria, es decir, una corriente inferior. La cuarta corriente secundaria comprende hidrocarburos vaporizados y la quinta corriente secundaria comprende hidrocarburos líquidos.
La tercera etapa de separación secundaria se lleva a cabo usando un tercer dispositivo de separación secundaria 8b adecuado para separar componentes ligeros de componentes pesados. Preferentemente, el tercer dispositivo de separación secundario 8b comprende un recipiente, tal como un tanque de retención. La tercera separación secundaria se puede realizar de la misma manera que la tercera etapa de separación primaria.
La tercera corriente secundaria enfriada se recibe en el tercer dispositivo de separación secundaria 8b a través de la línea 71b. La cuarta corriente secundaria se extrae del tercer dispositivo de separación secundaria 8b a través de la línea 81b. La quinta corriente secundaria se extrae del tercer dispositivo de separación secundaria 8b a través de la línea 82b.
Según una realización, el proceso de polimerización comprende una etapa de retorno secundario, en la que la cuarta corriente secundaria y la quinta corriente secundaria se devuelven independientemente a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización. En otras palabras, la cuarta corriente secundaria y la quinta corriente secundaria se devuelven a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización 4 independientemente entre sí. La etapa de retorno secundario puede realizarse de la misma manera que la etapa de retorno primario.
Según una realización, la cuarta corriente secundaria se combina con la cuarta corriente primaria y la quinta corriente secundaria se combina con la quinta corriente primaria antes de devolverlas a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización. En otras palabras, la línea 81 b puede estar en comunicación fluida con la línea 81a y la línea 82b puede estar en comunicación fluida con la línea 82a.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Proceso de polimerización, que comprende
- polimerizar un monómero de olefina y un comonómero en presencia de un catalizador de polimerización en una etapa de polimerización llevada a cabo en un reactor de polimerización en un disolvente para producir una solución que comprende un polímero del monómero de olefina y el comonómero;
- retirar una corriente de salida de la solución del reactor de polimerización en una etapa de retirada;
- separar la corriente de salida en una primera corriente primaria y una corriente de solución concentrada primaria en una primera etapa de separación primaria, en la que la primera corriente primaria comprende hidrocarburos y polímero;
- separar la primera corriente primaria en una segunda corriente primaria y una tercera corriente primaria en una segunda etapa de separación primaria, en la que la segunda corriente primaria comprende polímero disuelto y la tercera corriente primaria comprende la mayoría de los hidrocarburos;
- enfriar la tercera corriente primaria a una temperatura de -80 a 20 °C en una etapa de enfriamiento primario para obtener una tercera corriente primaria enfriada;
- separar la tercera corriente primaria enfriada en una cuarta corriente primaria y una quinta corriente primaria en una tercera etapa de separación primaria, en la que la cuarta corriente primaria comprende hidrocarburos en fase vapor y la quinta corriente primaria comprende hidrocarburos líquidos; y
- devolver la cuarta corriente primaria y la quinta corriente primaria de forma independiente en una etapa de retorno primario a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización.
2. Proceso de polimerización según la reivindicación 1, en el que la tercera corriente primaria se enfría en la etapa de enfriamiento a una temperatura de -80 a 10 °C, preferentemente de -80 a 0 °C, más preferentemente de -80 a -10 °C, aún más preferentemente a -80 a -20 °C.
3. Proceso de polimerización según la reivindicación 1 o 2, en el que la cuarta corriente primaria y la quinta primaria se alimentan en la etapa de retorno de forma independiente a un tanque de alimentación, a una ubicación entre una salida del tanque de alimentación y una bomba de alimentación, o a una ubicación entre un enfriador profundo y el reactor de polimerización.
4. Proceso de polimerización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una parte de la segunda corriente primaria se devuelve a la segunda etapa de separación primaria.
5. Proceso de polimerización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el calor de la tercera corriente primaria se recupera en la etapa de enfriamiento y se genera vapor utilizando el calor.
6. Proceso de polimerización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda etapa de separación primaria se lleva a cabo utilizando una columna empacada.
7. Proceso de polimerización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de enfriamiento se lleva a cabo utilizando un enfriador profundo o un condensador.
8. Proceso de polimerización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el comonómero utilizado en la etapa de polimerización se selecciona del grupo que consiste en alfa-olefinas diferentes del monómero de olefina; polienos que tienen de 3 a 10 átomos de carbono, olefinas cíclicas que tienen de 6 a 20 átomos de carbono y polienos cíclicos que tienen de 6 a 20 átomos de carbono.
9. Proceso de polimerización según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende - separar la corriente de solución concentrada primaria en una primera corriente secundaria y una corriente de solución concentrada secundaria en una primera etapa de separación secundaria, en la que la primera corriente secundaria comprende hidrocarburos y polímero;
- separar la primera corriente secundaria en una segunda corriente secundaria y una tercera corriente secundaria en una segunda etapa de separación secundaria, en la que la segunda corriente secundaria comprende polímero disuelto y la tercera corriente secundaria comprende la mayoría de los hidrocarburos; - enfriar la tercera corriente secundaria a una temperatura de -80 a 20 °C en una etapa de enfriamiento secundario para obtener una tercera corriente secundaria enfriada;
- separar la tercera corriente secundaria enfriada en una cuarta corriente secundaria y una quinta secundaria enfriada en una cuarta corriente secundaria y una quinta corriente secundaria en una tercera etapa de separación secundaria, en la que la cuarta corriente secundaria comprende hidrocarburos en fase vapor y la quinta corriente secundaria comprende hidrocarburos líquidos; y
- devolver la cuarta corriente secundaria y la quinta corriente secundaria de forma independiente en una etapa de retorno secundario a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización.
10. Proceso de polimerización según la reivindicación 9, que comprende combinar la cuarta corriente secundaria con la cuarta corriente primaria y combinar la quinta corriente secundaria con la quinta corriente primaria antes de devolverlas a una ubicación aguas arriba del reactor de polimerización.
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