ES2677009T3 - Procedimiento para reactor de polimerización en bucle - Google Patents

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ES2677009T3 ES10176354.8T ES10176354T ES2677009T3 ES 2677009 T3 ES2677009 T3 ES 2677009T3 ES 10176354 T ES10176354 T ES 10176354T ES 2677009 T3 ES2677009 T3 ES 2677009T3
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Thomas W Towles
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Abstract

Un procedimiento para producir polímero en un reactor de bucle para suspensión continua que comprende: alimentar catalizador, monómero, y opcionalmente, al menos uno de comonómero, cocatalizador, diluyente, modificador de polímeros o mezclas de los mismos, al reactor; en donde se alimenta catalizador al reactor a partir de múltiples entradas de catalizador; en donde al menos uno de monómero, comonómero, cocatalizador, diluyente, modificador de polímeros, aditivo de tratamiento o mezclas de los mismos, se alimenta al reactor a partir de múltiples entradas de alimentación que se sitúan en un 45 % de los puntos de simetría del reactor de bucle y recuperar polímero del reactor.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para reactor de polimerizacion en bucle Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para producir polimero en un reactor de bucle para suspension continua que comprende alimentar catalizador, monomero y, opcionalmente, al menos uno de comonomero, cocatalizador, diluyente, modificador de polimeros o mezclas de los mismos, al reactor; en donde se alimenta catalizador al reactor a partir de multiples entradas de catalizador y recuperar polimero del reactor.
Antecedentes de la invencion
En muchos procedimientos de polimerizacion para la produccion de polimero, se forma un efluente de polimerizacion que es una suspension de solidos polimericos en forma de particulas suspendidos en un medio liquido, comunmente el diluyente de reaccion y monomeros no reaccionados. Un ejemplo tipico de dichos procedimientos se describe en la patente de EE. UU. numero 2,285,721 de Hogan and Bank. Si bien los procedimientos de polimerizacion descritos en el documento de Hogan emplean un catalizador que comprende oxido de cromo y un soporte, la presente invencion es aplicable a cualquier procedimiento que produzca un efluente que comprenda una suspension de solidos polimericos en forma de particulas suspendidos en un medio liquido que comprenda un diluyente y monomero no reaccionado. Dichos procedimientos de reaccion incluyen aquellos que han llegado a conocerse en la tecnica como polimerizaciones en forma de particulas.
En la mayoria de las operaciones a escala comercial, es conveniente separar el polimero y el medio liquido que comprende un diluyente inerte y monomeros no reaccionados de tal manera que el medio liquido no se exponga a contaminacion para que pueda reciclarse el medio liquido a la zona de polimerizacion con purificacion minima si la hay. Una tecnica particularmente favorecida que se ha usado hasta ahora es la descrita en la patente de EE. UU. numero 3,152,872 de Scoggin et al., mas en particular la realizacion ilustrada junto con la figura 2 de esa patente. En esos procedimientos el diluyente de reaccion, los monomeros disueltos y el catalizador circulan en un reactor de bucle en el que la presion de la reaccion de polimerizacion es aproximadamente 100 psia (6,9 x 105 Nm-2) a 700 psia (48,5 x 105 Nm-2). Tambien se hace circular el polimero solido producido en el reactor. Se recoge una suspension de polimero y el medio liquido en uno o mas tramos de sedimentacion del reactor de bucle para suspension del que se descarga periodicamente la suspension a una camara de evaporacion en la que se evapora subitamente la mezcla a una presion baja tal como aproximadamente 20 psia (1,4 x 105 Nm-2). Si bien la evaporacion subita da como resultado la eliminacion sustancialmente completa del medio liquido del polimero, es necesario volver a comprimir el diluyente de polimerizacion vaporizado (es decir, isobutano) para condensar el diluyente recuperado a una forma liquida adecuada para reciclado como diluyente liquido a la zona de polimerizacion. El coste del equipo de compresion y las utilidades requeridas para su funcionamiento con frecuencia asciende a una porcion significativa del gasto implicado en la produccion de polimero.
Algunos procedimientos de polimerizacion destilan el diluyente licuado previamente al reciclado al reactor. El fin de la destilacion es la eliminacion de monomeros y contaminantes de productos finales ligeros. Se hace pasar despues el diluyente liquido destilado por un lecho de tratamiento para retirar venenos cataliticos y despues en el reactor. Los costes de equipo y utilidades para destilacion y tratamiento pueden ser una porcion significativa del coste de produccion del polimero.
En una operacion a escala comercial, es conveniente licuar los vapores de diluyente a coste minimo. Una de esas tecnicas usadas hasta ahora se describe en la patente de EE. UU. numero 4,424,341 de Hanson and Sherk, en la que una etapa de evaporacion subita a presion intermedia retira una porcion significativa del diluyente a una temperatura tal, y a una presion tal, que puede licuarse esta porcion evaporada subitamente de diluyente por intercambio de calor en vez de por un procedimiento de compresion mas costoso.
Breve sumario de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para producir polimero en un reactor de bucle para suspension continua que comprende alimentar catalizador, monomero y, opcionalmente, al menos uno de comonomero, cocatalizador, diluyente, modificador de polimeros o mezclas de los mismos, al reactor; en el que se alimenta catalizador al reactor a partir de multiples entradas de catalizador y en el que se alimenta al menos uno de monomero, comonomero, cocatalizador, diluyente, modificador de polimeros, aditivo de tratamiento o mezclas de los mismos, al reactor a partir de multiples entradas de alimentacion que se situan en el 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle y recuperar polimero del reactor.
En otra realizacion segun la invencion, el procedimiento tambien comprende al menos un circulador en el reactor. Preferiblemente, al menos un circulador comprende una bomba. Tambien preferiblemente, al menos un circulador comprende un dispositivo accionado por motor para aumentar la presion de la suspension circulante en el reactor de bucle.
En una realizacion segun la invencion, al menos una de las entradas de catalizador esta situada en el extremo de
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succion de al menos un circulador. En otra realizacion segun la presente invencion, al menos una entrada de alimentacion esta situada en el extremo de descarga de al menos un circulador. Preferiblemente, al menos una entrada de catalizador y al menos una entrada de alimentacion se situan en el extremo de succion y el extremo de descarga, respectivamente, del mismo circulador.
En general, las entradas de catalizador se situan en el 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Preferiblemente, las entradas de catalizador se situan en el 25 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Mas preferiblemente, las entradas de catalizador se situan en el 10 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Lo mas preferiblemente, las entradas de catalizador se situan en los puntos de simetria del reactor de bucle.
En general, los circuladores se situan en el 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Preferiblemente, los circuladores se situan en el 25 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Mas preferiblemente, los circuladores se situan en el 10 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Lo mas preferiblemente, los circuladores se situan en los puntos de simetria del reactor de bucle.
Las entradas de alimentacion se situan en el 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Preferiblemente, las entradas de alimentacion se situan en el 25 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Mas preferiblemente, las entradas de alimentacion se situan en el 10 % de los puntos de simetria del reactor de bucle. Lo mas preferiblemente, las entradas de alimentacion se situan en los puntos de simetria del reactor de bucle.
Segun otra realizacion de acuerdo con la presente invencion, el reactor de bucle tiene una longitud de al menos 750 pie (229 m), preferiblemente al menos 1.000 pie (305 m) y mas preferiblemente al menos 1.400 pie (427 m). En otra realizacion mas de acuerdo con la presente invencion, el reactor de bucle tiene al menos 6 tramos, preferiblemente al menos 8 tramos y mas preferiblemente al menos 12 tramos. En otra realizacion mas de acuerdo con la presente invencion, el reactor de bucle tiene un volumen de al menos 10.000 galon (37.900 dm3), preferiblemente al menos 20.000 galon (75.800 dm3), mas preferiblemente al menos 35.000 galon (132.650 dm3) y lo mas preferiblemente al menos 40.000) (151.600 dm3) galon.
En una realizacion de acuerdo con la presente invencion, la diferencia de las concentraciones de monomero reaccionante, medidas en % en peso, tomadas en dos puntos cualesquiera del reactor de bucle, esta en un 20 % del valor mayor. En una realizacion preferida, la diferencia de las concentraciones de monomero reaccionante, medidas en % en peso, tomadas en dos puntos cualesquiera del reactor de bucle, esta en un 10 % del valor mayor. En otra realizacion preferida mas, la diferencia de las concentraciones de monomero reaccionante, medidas en % en peso, tomadas en dos puntos cualesquiera del reactor de bucle, esta en un 5 % del valor mayor.
Otro objeto de la presente invencion es aumentar el rendimiento del reactor por el uso de descarga continua y concentraciones aumentadas de etileno en el medio liquido, por ejemplo, mayor que, o igual a, 4 por ciento en peso a la salida del reactor, convenientemente de 4 por ciento en peso a 8 por ciento en peso, aun mas convenientemente de 5 por ciento en peso a 7 por ciento en peso. Los tramos de sedimentacion limitan las concentraciones de etileno debido a una tendencia aumentada a taponamiento del equipo aguas abajo ocasionado por reaccion acelerada en el tramo de sedimentacion. Un flujo de suspension del efluente de polimerizacion continua permite que las concentraciones de etileno esten limitadas solo por la solubilidad del etileno en el diluyente liquido en el reactor, aumentando de ese modo la velocidad de reaccion especifica para la polimerizacion y aumentando el rendimiento del reactor.
Otro objeto de la presente invencion es aumentar el porcentaje en peso (% en peso) de solidos polimericos en la suspension de polimerizacion circulando en la zona de polimerizacion en el reactor de bucle. Convenientemente, el % en peso de solidos polimericos en la suspension de polimerizacion es mayor que 45, mas convenientemente, de 45 a 65, incluso mas convenientemente de 50 a 65 y lo mas convenientemente de 55 a 65.
Otro objeto de la presente invencion es aumentar el rendimiento horario (RH), expresado en terminos de libras por hora-galon (lb/h-gal) (1 lb/h-gal: 3,3 x 10-5 kg s'1 dm'3). Convenientemente, el RH es mayor que 2,6, mas convenientemente de 2,6 a 4,0 y lo mas convenientemente de 3,3 a 4,0.
Breve descripcion de los dibujos
Las figuras 1 y 2 son un diagrama esquematico que ilustra un aparato para separar de manera continua solidos polimericos de diluyente y monomero no reaccionado.
La figura 3 es una vista transversal a escala ampliada, del conducto de descarga con abertura que se extiende una distancia en el reactor de bucle y la suspension de polimerizacion que circula.
La figura 4 es una vista esquematica de un sistema de control de la presion.
La figura 5 es una vista esquematica de un reactor de bucle con multiples entradas de catalizador, entradas de alimentacion, circuladores y conductos de descarga.
La figura 6 es un esquema que ilustra un ejemplo de "puntos de simetria" para tres entradas de alimentacion.
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La figura 7 es un esquema que ilustra un tipo de barrido del fondo del reactor de bucle.
Descripcion detallada de la invencion
Como se usa en la presente memoria, el termino "suspension de polimerizacion" significa sustancialmente una composicion de dos fases que incluye solidos polimericos y liquido que circula en el reactor de bucle. Los solidos incluyen catalizador y una olefina polimerizada tal como polietileno. Los liquidos incluyen un diluyente inerte, tal como isobutano, con monomero disuelto, comonomero, agentes de control del peso molecular, tales como hidrogeno, agentes antiestaticos, agentes antiincrustantes, eliminadores y otros aditivos de tratamiento.
Como se usa en la presente memoria, el termino "rendimiento horario" (RH) significa la tasa de produccion de polimero por unidad de volumen de reactor de bucle o volumen de suspension de polimerizacion.
Como se usa en la presente memoria, el termino "productividad del catalizador" significa peso de polimero producido por peso de catalizador introducido en el reactor de bucle.
Como se usa en la presente memoria, el termino "tiempo de permanencia del polimero" significa el periodo promedio que una particula de polimero permanece en el reactor de bucle.
Como se usa en la presente memoria, el termino "multiple" significa mas de uno.
Como se usa en la presente memoria, el termino "cinetica de reaccion constante" significa que las concentraciones de monomero, % en peso, tomadas en dos puntos cualesquiera del reactor de bucle, estan en un 20 % del valor mayor.
Como se usa en la presente memoria, "puntos de simetria" significa puntos que son equidistantes a lo largo de toda la longitud del reactor de bucle. Por ejemplo, para un reactor de bucle que tenga 1.200 pie (366 m) de largo, dos puntos de simetria estarian separados 600 pie (183 m), tres puntos de simetria estarian separados 400 pie (122 m), cuatro puntos de simetria estarian separados 300 pie (91 m), etc. Como ejemplo no limitante, tres entradas de catalizador situadas en los puntos de simetria del reactor estarian separadas 400 pie (122 m) para un reactor de 1.200 pie (366 m). Ademas, como ejemplo no limitante, para un reactor de 1.200 pie (366 m), tres entradas de alimentacion situadas en un 25 % de sus puntos de simetria se encontrarian separadas cada una dentro de un 25 % de los puntos de simetria de 400 pie (122 m) o de 300 pie (91 m) a 500 pie (152 m), entendiendose que uno o mas de estos elementos no estara equidistante de los otros. Por ejemplo, para un reactor de bucle de 1.200 pie (366 m) que tenga tres entradas de catalizador, estaria dentro del alcance de la presente invencion para una primera y una segunda entrada de catalizador que estuvieran separadas 400 pie (122 m), con la tercera entrada separada 300 pie (91 m) de la segunda entrada de catalizador y 500 pie (152 m) de la primera.
Como se usa en la presente memoria, el termino "suspension subita" significa solidos polimericos que contienen medio liquido atrapado (absorbido) y vapor de la evaporacion subita, arrastrado, (si lo hay) y/o dichos solidos polimericos suspendidos en medio liquido "fluido".
La presente invencion es aplicable a cualquier mezcla que comprenda una suspension de solidos polimericos y un medio liquido que comprenda un diluyente inerte y monomeros polimerizables no reaccionados incluyendo suspensiones resultantes de polimerizacion de olefinas. Los monomeros olefinicos empleados generalmente en dichas reacciones incluyen convenientemente 1-olefinas que tienen desde 2 hasta 8 atomos de carbono por molecula. Ejemplos tipicos incluyen etileno, propileno, buteno, penteno, hexeno y octeno. Otros ejemplos incluyen monomeros aromaticos vinilicos, como estireno y estireno alquilsustituido, monomeros distribuidos geminalmente tales como isobutileno y olefinas ciclicas, tales como norborneno y vinilnorborneno. Diluyentes tipicos empleados en dichas polimerizaciones olefinicas incluyen hidrocarburos alifaticos saturados que tienen de 3 a 8, preferiblemente de 3 a 4, atomos de carbono por molecula, tales como propano, isobutano, propileno, n-butano, n-pentano, isopentano, n-hexano, isooctano y similares. De estos diluyentes se prefieren aquellos con 3 a 4 atomos de carbono por molecula y el mas preferido es isobutano.
Segun una realizacion de acuerdo con la presente invencion, la velocidad de descarga del efluente de polimerizacion es tal que permita una corriente continua del procedimiento desde el reactor de bucle para suspension desde el punto de descarga del efluente de polimerizacion licuado por una valvula de descarga de un solo punto y tambien por el primer tanque de purga y la recuperacion de vapor asociada y los sistemas de recuperacion de solidos. La velocidad de descarga del efluente de polimerizacion es tal que se mantenga una presion constante en el reactor para suspension y se eliminen pulsos de alta presion intermitentes asociados a la descarga de una porcion del contenido del reactor que tiene lugar con tramos de sedimentacion en reactores para suspension.
La temperatura a la que se calienta el efluente de polimerizacion que se descarga del reactor durante el transito al primer tanque de purga para vaporizacion esta por debajo de la temperatura de fusion del polimero - Esto puede llevarse a cabo mediante el calentamiento apropiado de este primer conducto de transferencia. La cantidad de calor que se tiene que suministrar al efluente de polimerizacion durante su transito por este primer conducto al primer tanque de purga deberia ser preferiblemente al menos igual a la cantidad de calor que iguala al calor de vaporizacion de esa cantidad de diluyente inerte que se tiene que vaporizar subitamente en el primer tanque de
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purga. Esto despues hara que los solidos polimericos concentrados formados en el primer tanque de purga pasen al segundo tanque de purga para pasarlo a una temperatura de los solidos superior y se facilite asf la eliminacion de diluyente residual en los poros de dichos solidos polimericos por la operacion del segundo tanque de purga. Esa cantidad de calor transferida al efluente de polimerizacion durante su transito por el primer conducto de transferencia al primer tanque de purga puede incluso ser mayor, solo siempre que la cantidad de calor asf transferida no haga que los solidos polimericos allf lleguen a calentarse a una temperatura a la que tiendan a fusionarse o aglomerarse entre sf.
Los solidos polimericos/suspension concentrados se descargan del primer tanque de purga a una camara de cierre de salida del primer tanque de purga de una longitud (l) y un diametro (d) para proporcionar un volumen suficiente para mantener un volumen de solidos polimericos/suspension concentrados suficiente para mantener un cierre a presion en la camara de cierre de salida. Los solidos polimericos/suspension concentrados se descargan de la camara de cierre de salida por un reductor de la camara de cierre de salida a un segundo conducto de transferencia que comunica los solidos polimericos/suspension concentrados como un flujo turbulento a un segundo tanque de purga. El reductor de la camara de cierre de salida se define por lados sustancialmente rectos inclinados un angulo respecto a la horizontal igual a, o mayor que, el angulo de deslizamiento de los solidos polimericos/suspension, concentrados.
La presion para la primera etapa de evaporacion subita variara dependiendo de la naturaleza del diluyente y los monomeros no reaccionados y la temperatura del efluente de polimerizacion. Tfpicamente, pueden emplearse presiones en el intervalo de aproximadamente 140 psia (9,7 x 105 Nm-2) a aproximadamente 315 psia (21,8 x 105 Nm-2); mas preferiblemente de aproximadamente 200 psia (13,8 x 105 Nm'2) a aproximadamente 270 psia (18,7 x 105 Nm-2) y lo mas preferiblemente de aproximadamente 225 psia (15,6 x 105 Nm-2) a aproximadamente 250 psia (17,3 x 105 Nm-2).
El fluido que intercambia calor usado para condensar el vapor de la primera etapa de evaporacion subita esta a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 65° F (18°C) a aproximadamente 150° F (66°C). Una realizacion preferida usa un fluido de intercambio de calor a una temperatura de desde aproximadamente 75° F (24 °C) a aproximadamente 140°F (60 °C). La realizacion mas preferida usa un fluido de intercambio de calor a una temperatura de desde aproximadamente 85° F (29 °C) a aproximadamente 130°F (54 °C).
Es conveniente mantener la cinetica de la reaccion constante cuando se usa un reactor de bucle grande. En un reactor de bucle grande, las concentraciones de los agentes reaccionantes, tales como monomeros no reaccionados, son altas en, y justo aguas abajo de, la entrada de alimentacion. Las concentraciones de estos agentes reaccionantes disminuyen a lo largo de la longitud del bucle a medida que transcurre la reaccion. Este fenomeno crea gradientes de concentracion de agente reaccionante a lo largo del bucle, que puede dar como resultado menor rendimiento de la produccion, problemas de calidad de los productos finales y dificultades para controlar el reactor. Es conveniente, de acuerdo con esto, reducir estos gradientes de concentracion usando multiples entradas de alimentacion para los agentes reaccionantes. Por razones similares, es deseable tener una distribucion uniforme de catalizador, cocatalizador, modificadores polimericos y/o aditivos de tratamiento usando multiples entradas correspondientes.
La "cinetica de reaccion constante" se define en la presente memoria como la diferencia de concentraciones de monomero agente reaccionante, medidas en % en peso, tomadas en dos puntos cualesquiera del reactor de bucle, para que este dentro del 20 % del valor mayor. Como ejemplo no limitante ilustrado en la figura 5, se toman dos muestras de dos puertos 505, 506 de muestreo al mismo tiempo durante la reaccion y se analizan las concentraciones de etileno no reaccionado. Se obtienen dos valores: 4,0 % en peso y 3,5 % en peso. Por lo tanto, la diferencia de los dos valores es 0,5 % en peso y esta dentro del 20 % del valor mayor (20 % de 4,0 % en peso). Esto indica que el reactor de bucle tiene "cinetica de reaccion constante". Las localizaciones de los dos puertos 505, 506 de muestreo pueden estar en cualquier parte a lo largo del reactor de bucle. El metodo usado para el analisis de la concentracion puede ser cualquier metodo conocido siempre que se use el mismo metodo para analizar las dos muestras.
Un aspecto del presente procedimiento es producir polfmero en un gran reactor de bucle para suspension continua con catalizador alimentado al reactor de bucle a partir de multiples entradas de catalizador, como ilustracion no limitante, en 502A, 502B, 502C, 502D. El procedimiento tambien comprende multiples entradas 503A, 503B, 503C, 503D de alimentacion para al menos uno de monomero, comonomero, cocatalizador, diluyente, modificador de polfmeros, aditivo de tratamiento o mezclas de los mismos. Los modificadores polimericos pueden usarse para cambiar la estructura y las propiedades de los polfmeros. Los aditivos de tratamiento pueden usarse para mejorar la eficacia de operacion del reactor de manera que se reduzca el efecto estatico de hacer funcionar un gran reactor de bucle. Como se le ocurrina facilmente a un experto en la materia que tenga el beneficio de la presente descripcion, pueden usarse muchos diferentes comonomeros, cocatalizadores, diluyentes, modificadores de polfmeros y aditivos de tratamiento en este procedimiento. Por ejemplo, en una polimerizacion de etileno tfpica, puede alimentarse etileno a traves de una o mas de las entradas 503A, 503B, 503C, 503D de alimentacion para mantener una concentracion relativamente constante de etileno por el reactor 1 de bucle. El procedimiento tambien comprende preferiblemente al menos un circulador 501A, 501B, 501C y/o 501D en el reactor de bucle. Mas preferiblemente, el circulador es una bomba y/o comprende un dispositivo accionado por motor (507) para aumentar la presion de la
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suspension circulante en el reactor de bucle.
En una realizacion de acuerdo con la presente invencion, al menos una de las entradas 502A, 502B, 502C y/o 502D de catalizador se situa en el extremo de succion de un circulador 501A, 501B, 501C y/o 501D. Al menos una entrada 503A, 503B, 503C y/o 503D de alimentacion se situa preferiblemente en el extremo de descarga de al menos un circulador. Mas preferiblemente, hay al menos una entrada de catalizador y al menos una entrada de alimentacion situadas en el extremo de succion y el extremo de descarga, respectivamente, del mismo circulador.
Las localizaciones de las entradas de catalizador, los circuladores y las entradas de alimentacion se disponen de manera estrategica a lo largo del reactor de bucle para mantener una cinetica de reaccion constante por el reactor de bucle, generalmente en el 45 %, preferiblemente en el 25 %, mas preferiblemente en el 10 % de los puntos de simetria y lo mas preferiblemente dispuestos en sus puntos de simetria. "Puntos de simetria" significa puntos que son equidistantes a lo largo de toda la longitud del reactor de bucle. Por ejemplo, para un reactor de bucle que tenga 1.200 pie (366 m) de largo, dos puntos de simetria estarian separados 600 pie (133 m), tres puntos de simetria estarian separados 400 pie (122 m), cuatro puntos de simetria estarian separados 300 pie (91 m), etc. Como ejemplo no limitante, tres entradas de catalizador situadas en los puntos de simetria del reactor estarian separadas 400 pie (122 m) para un reactor de 1.200 pie (366 m).
Esto puede entenderse mas a modo de ilustracion no limitante en la figura 6. La figura 6 ilustra un reactor de 1.200 pie (366 m) en donde los puntos de simetria (A, B, C) estan separados 400 pie (122 m). La distancia entre A y A1 es 25 % de 400 pie (122 m), es decir, 100 pie (30 m). La distancia entre A y A2 es 10 % de 400 pie, (122 m), es decir, 40 pie (12 m). Tres entradas de alimentacion situadas en un 25 % de sus puntos de simetria estarian separadas cada una en un 25 % de los puntos de simetria de 400 pie (122 m) o de 300 (91 m) (entre A1-B) a 500 (entre C-Al) pie (152 m). Se entiende que uno o mas de estos elementos no estaran equidistantes de los otros. Por ejemplo, para un reactor de bucle de 1.200 pie (366 m) que tenga tres entradas de catalizador, estaria dentro del alcance de la presente invencion para una primera y una segunda entrada de catalizador que estuvieran separadas 400 pie (122 m), con la tercera entrada separada 300 pie (91 m) de la segunda entrada de catalizador y 500 pie (152 m) de la primera.
La longitud del reactor de bucle puede ser al menos 750 pie (229 m), preferiblemente al menos 1.000 pie; (305 m) y mas preferiblemente al menos 1.400 pie (427 m). Independientemente, el reactor de bucle puede tener al menos 6 tramos, preferiblemente al menos 8 tramos y mas preferiblemente al menos 12 tramos. Tambien independientemente, el reactor de bucle puede tener tambien al menos 10.000 galon (37.900 dm3), preferiblemente al menos 20.000 galon (75.800 dm3), mas preferiblemente al menos 35.000 galon (132.650 dm3) y lo mas preferiblemente al menos 40.000 galon (151.600 dm3) de volumen.
Volviendo de nuevo a la figura 5, por ejemplo, para localizar estrategicamente 4 circuladores 501A, 501B, 501C, 501D a lo largo de un reactor 1 de bucle de 1.000 pie (305 m) de largo, los puntos de simetria de los 4 circuladores estan separados 250 pie (75 m). La localizacion mas preferida de los circuladores 501A, 501B, 501C, 501D es en los puntos de simetria. Los 4 circuladores estaran separados aproximadamente 250 pies entre si. Las entradas 502A, 502B, 502C, 502D de catalizador y las entradas 503A, 503B, 503C, 503D de alimentacion tambien estan separadas, idealmente, uniformemente, en sus puntos de simetria a lo largo del reactor de bucle y preferiblemente en los extremos de succion y de descarga del mismo circulador. Si bien la figura 5 ilustra un ejemplo en donde cada uno de los 4 circuladores presenta una entrada de catalizador y una entrada de alimentacion en los extremos de succion y de descarga, respectivamente, del circulador, no se requiere que sea asi en su funcionamiento. La cinetica de reaccion constante puede conseguirse haciendo funcionar una serie de combinaciones de circulador, entrada de catalizador y entrada de alimentacion, disposiciones que se le ocurriran facilmente a un experto en la materia que tenga el beneficio de la presente descripcion. Por ejemplo, puede conseguirse cinetica de reaccion constante en algunas aplicaciones con dos circuladores, tres entradas de catalizador y cuatro entradas de alimentacion.
Aunque "cinetica de reaccion constante" se define como la diferencia de las concentraciones de monomero agente reaccionante, medidas en % en peso, tomadas en dos puntos cualesquiera del reactor de bucle, esta en el 20 % del valor mayor, se prefiere que la diferencia de las dos concentraciones de monomeros reaccionantes este en un 10 % del valor mayor, mas preferiblemente en un 5 % del valor mayor. Esto puede llevarse a cabo colocando de manera estrategica las entradas de catalizador, las entradas de alimentacion y los circuladores como se describio anteriormente y haciendo funcionar una serie de combinaciones de circulador, entrada de catalizador y entrada de alimentacion, disposiciones que se le ocurriran facilmente a un experto en la materia que tenga el beneficio de la presente descripcion.
Otra realizacion de la presente invencion implica producir polimero en un reactor de bucle para suspension continua que comprende: hacer reaccionar un monomero en un diluyente hidrocarbonado para formar una suspension de polimerizacion de solidos polimericos en un medio liquido; descargar una porcion de la suspension de polimerizacion como efluente que comprende una suspension de solidos polimericos descargados en un medio liquido descargado por al menos dos conductos de descarga; combinar el efluente de al menos dos de los conductos de descarga; separar por evaporacion subita el efluente combinado en una primera separacion subita por evaporacion para formar un primer vapor de la separacion subita por evaporacion y una primera suspension de la separacion subita por evaporacion y condensar al menos una porcion del primer vapor de la separacion subita por evaporacion sin
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compresion. Una ilustracion esquematica no limitante de los multiples conductos de descarga se muestra como 504A y 504B de la figura 5. Preferiblemente, la descarga de efluente de suspension por al menos un conducto 504A y 504B de descarga es continua y mas preferiblemente es continua la descarga de efluente de suspension por al menos dos conductos de descarga. Con multiples conductos de descarga, la produccion puede continuar incluso cuando se retire del servicio un conducto de descarga.
Tambien preferiblemente, el efluente de todos los conductos de descarga se combina en un solo conducto 508 de transferencia. Se entiende que el aspecto de multiples descargas de suspension puede considerarse solo o junto con todos los demas aspectos de la presente invencion descritos en la presente memoria.
Los conductos de descarga se colocan de manera estrategica a lo largo del reactor de bucle, generalmente en un 45 %, preferiblemente en un 25 %, mas preferiblemente en un 10 % de los puntos de simetria y lo mas preferiblemente se colocan en sus puntos de simetria. La figura 5 ilustra un diseno donde se colocan dos conductos 504A y 504B de descarga en, o cerca de, el barrido del fondo del reactor 1 de bucle. Al menos un barrido del fondo del reactor de bucle es preferiblemente una curva de 180°. Si bien podian proporcionarse mas conductos de descarga en cada curva, es preferible que al menos dos conductos de descarga esten situados separados cada uno en un barrido de fondo de curva de 180° en el reactor, es decir, un conducto de descarga por cada barrido de fondo. La suspension de ambos conductos de descarga se combina preferiblemente en un conducto 508 de transferencia.
Como se muestra en la figura 7, el conducto de descarga se situa preferiblemente en 45° del centro (7C) del barrido de fondo (entre 7A y 7B). Preferiblemente, la posicion es en 25° del centro de la curva de 180°. Mas preferiblemente, el conducto de descarga esta en 10° del centro de la curva de 180°. Lo mas preferiblemente, el conducto de descarga esta situado en el centro de la curva de 180° (7C).
Como se describio anteriormente, la longitud del reactor de bucle puede ser de al menos 750 pie (229 m), preferiblemente al menos 1.000 pie (305 m) y mas preferiblemente al menos 1.400 pie (427 m). Independientemente, el reactor de bucle puede tener al menos 6 tramos, preferiblemente al menos 8 tramos y mas preferiblemente al menos 12 tramos. Tambien independientemente, el reactor de bucle puede tener tambien al menos 10.000 galon (37.900 dm3), preferiblemente al menos 20.000 galon (75.800 dm3), mas preferiblemente al menos 35.000 galon (1.326.500 dm3) y lo mas preferiblemente al menos 40.000 galon (151.600 dm3) de volumen. En una realizacion de acuerdo con la presente invencion, con todas las caracteristicas descritas, un reactor de bucle que tiene una longitud mayor que 1.350 pie (411 m), preferiblemente mayor que 1.400 pie (427 m), mas preferiblemente mayor que 1.450 pie (442 m), puede hacerse funcionar con eficacia. En otra realizacion preferida, puede hacerse funcionar con eficacia un reactor de bucle que tiene mas de 8 tramos, preferiblemente mas de 10 tramos, mas preferiblemente mas de 12 tramos.
Un entendimiento adicional de algunos otros aspectos de la presente invencion se proporcionara haciendo referencia a la figura 1.
En la realizacion ilustrada en la figura 1, se lleva a cabo la polimerizacion en un reactor 1 de bucle. Se entendera que, si bien el reactor 1 de bucle se ilustra con cuatro tramos verticales, el reactor 1 de bucle puede estar provisto de mas tramos, convenientemente ocho o mas tramos, conveniente entre 8 y 20, mas conveniente entre 8 y 16, lo mas conveniente con 12 tramos. Se hace circular de manera direccional la suspension de polimerizacion por todo el reactor 1 de bucle como se ilustra por las flechas A-D mediante una o mas bombas, tal como las bombas 2A y 2B de flujo axial. Convenientemente, el reactor 1 de bucle esta provisto de multiples bombas en donde cada bomba esta dedicada a un numero par de tramos, tales como, por ejemplo, cuatro tramos, seis tramos, ocho tramos, etcetera. Se introducen comonomero y monomero diluyentes en el reactor 1 de bucle del recipiente 40 de almacenamiento de diluyente, el recipiente 41 de almacenamiento de comonomero y la fuente 42 de monomero por sus respectivos lechos 37, 38 y 39 de tratamiento por los conductos 5, 4 y 3, respectivamente, conectados al conducto 6. Se anade catalizador al reactor 1 de bucle a traves de uno o mas sistemas 7A y 7B de alimentacion de catalizador. Normalmente, se introduce catalizador en un diluyente hidrocarbonado.
Puede retirarse suspension de polimerizacion del reactor de bucle por descarga continua a traves de un conducto 8A de descarga. Se entendera que el reactor 1 de bucle puede estar provisto de uno o mas conductos 8A de descarga. Se entendera tambien que el conducto o los conductos 8A de descarga pueden funcionar en un modo continuo o discontinuo, pero convenientemente en un modo continuo. El conducto 8A de descarga se extiende por una distancia por una porcion de la pared del reactor 1 de bucle y en la suspension de polimerizacion circulante. Extendiendose por una distancia en la suspension de polimerizacion, el conducto 8A de descarga puede retirar efluente de polimerizacion de la suspension de polimerizacion circulante por un area definida desde cerca de, o adyacente a, la pared interna del reactor 1 de bucle a una distancia que se extiende a la suspension de polimerizacion circulante. De esta manera, se puede formar un mayor porcentaje en peso de solidos polimericos dentro del conducto 8A y retirarse por ultimo del reactor 1 de bucle que el porcentaje en peso de solidos polimericos en la suspension de polimerizacion que circula de otro modo. Un sistema de control (no mostrado en la figura 1) funciona en coordinacion con el conducto 8A de descarga. El conducto 8A de descarga y el sistema 410 de control de la presion se ilustran mas claramente en las figuras 3 y 4 y se analizaran con mas detalle a continuacion.
El efluente de polimerizacion pasa del conducto 8A de descarga a la valvula 8B de descarga a un conducto 9 que se
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proporciona con un calentador 10 de linea y en el primer tanque 11 de purga que separa medio liquido vaporizado de suspension/solidos polimericos. El conducto 9 presenta un medio de intercambio de calor indirecto tal como un calentador 10 de linea de evaporacion subita.
El medio liquido vaporizado que comprende diluyente y monomeros no reaccionados sale del primer tanque 11 de purga por el conducto 12 de transferencia por el que pasa a un separador, tal como un ciclon, ilustrado por el numero 13 de referencia, que separa solidos polimericos arrastrados del vapor. Se hacen pasar los solidos polimericos separados por el ciclon 13 por el conducto 14 a traves de un conjunto 14A de valvulas dual disenado para mantener un cierre a presion por debajo del ciclon 13 a un segundo tanque 15 de purga de presion menor.
El doble conjunto 14A de valvulas incluye las valvulas 14B y 14C. El conjunto 14A de valvulas junto con el conducto 14 funcionan descargando periodicamente solidos polimericos que se han recogido en el conducto 14 del ciclon 13. El conjunto 14A de valvulas tambien mantiene el diferencial de presion entre el entorno de mayor presion en el ciclon
13 y el entorno de menor presion en el segundo tanque 15 de purga. En la operacion del conjunto 14A de valvulas, las valvulas 14B y 14C se abren y se cierran secuencialmente. Al comienzo de esta secuencia, se abre la valvula 14B y se cierra la valvula 14C que permite que los solidos polimericos del ciclon 13 se recojan en el conducto 14. Con el paso del tiempo y/o la recogida de suficientes solidos polimericos en el conducto 14, la valvula 14B se cierra capturando una porcion del entorno de alta presion del ciclon 13 en el conducto 14. Despues de que se cierra la valvula 14B, se abre la valvula 14C y los solidos polimericos recogidos en el conducto 14 se descargan forzadamente al tanque 15 de purga por la presion diferencial entre el entorno de mayor presion en el conducto 14 y el entorno de menor presion en el tanque 15 de purga. Despues de descargar los solidos polimericos del conducto
14 en el tanque 15 de purga, se cierra la valvula 14C. Una vez que se cierra la valvula 14C, se abre la valvula 14B momento en el que se recogeran de nuevo solidos polimericos en el conducto 14 del ciclon 13. Despues se repite la secuencia anterior.
Haciendo referencia de nuevo al primer tanque 11 de purga, los solidos polimericos /suspension concentrados en el fondo del primer tanque 11 de purga sedimentan de manera continua, deslizandose por la superficie 16 del fondo de la linea recta del mismo a la camara 17 de cierre, que se ilustra en la figura 2 a escala ampliada. Se mantiene un nivel 43 de solidos polimericos /suspension en la camara 17 de cierre para eliminar tendencias a taponamiento en el primer tanque 11 de purga y para formar un cierre a presion de manera que el primer tanque 11 de purga pueda funcionar a una presion sustancialmente mayor que el segundo tanque 15 de purga. La suspension/los solidos polimericos se descargan de manera continua de la camara 17 de cierre al segundo tanque 15 de purga de menor presion. La longitud (l), el diametro (d) y el volumen de la camara 17 de cierre y la geometria del reductor 18 de la salida de la camara de cierre se eligen de manera que se proporcione un tiempo de permanencia variable y se proporcione un flujo turbulento continuo de solidos polimericos/suspension concentrados para minimizar el espacio "muerto" y reducir las tendencias al taponamiento. La longitud de la camara 17 de cierre debe ser suficiente para permitir la medicion y el control del nivel de particulas (solidos polimericos).
Se llevo a cabo medicion y control del nivel de las particulas mediante un sistema 18D indicador del nivel nuclear. El sistema 18D indicador del nivel nuclear incluye una fuente de radiacion nuclear (no mostrado) y un receptor o elemento 18A de nivel en comunicacion de senal con un controlador 18B indicador del nivel. En el funcionamiento, el elemento 18A de nivel genera una senal proporcional al nivel de particulas en la camara 17 de cierre. Esta senal es transportada al controlador 18B indicador del nivel. Como respuesta a esta senal y a un valor prefijado, el controlador 18B indicador de nivel envia una senal por un conducto (ilustrado por la linea discontinua 18C) a una valvula 18 E de control que controla de manera selectiva la descarga de solidos polimericos a un conducto 19.
Los tiempos de permanencia tipicos del solido polimerico/suspension concentrado en la camara 17 de cierre son de 5 segundos a 10 minutos, los tiempos de permanencia preferibles son de 10 segundos a 2 minutos y los tiempos de permanencia mas preferibles son de 15 segundos - 45 segundos. El flujo turbulento continuo de solidos polimericos/suspension concentrados forma un cierre a presion en donde los solidos polimericos/suspension concentrados tienen una relacion l/d en el interior de la camara 17 de cierre que es tipicamente de 1,5 a 8, preferible que l/d sea de 2 a 6 y lo mas preferible que sea de 2,2 a 3. Tipicamente, los lados del reductor 18 de salida de la camara de cierre se inclinan, respecto a la horizontal, 60 grados - 85 grados, preferible 65 grados - 80 grados y lo mas preferible 68 grados - 75 grados. La geometria del reductor 18 de salida de la camara de cierre se define por lados sustancialmente rectos inclinados a un angulo respecto a la horizontal igual a, o mayor que, el angulo de deslizamiento de la suspension/solidos polimericos concentrados y comunica el solido polimerico/suspension concentrado/a con un segundo conducto 19 de transferencia que comunica con una entrada de alimentacion del tanque 15 de purga. En el tanque 15 de purga sustancialmente todo el diluyente inerte restante y el monomero no reaccionado en el efluente de polimerizacion concentrado es vaporizado y llevado arriba por el conducto 20 a un segundo ciclon 21.
Haciendo referencia ahora al ciclon 13, la porcion principal del medio liquido en el efluente de polimerizacion puede ser llevada al ciclon 13 como vapor. Se hace pasar el vapor despues de que tenga una porcion del catalizador arrastrado y los solidos polimericos retirados por el conducto 22 por un sistema 23A intercambiador de calor en donde el vapor a una presion de aproximadamente 140 psia (9,7 x 105 Nm-2) a aproximadamente 315 psia (21,8 x 105 Nm-2) es condensado por intercambio de calor indirecto con un fluido de intercambio de calor de manera que se elimina la necesidad de compresion. La porcion de catalizador arrastrado y los solidos polimericos no retirados por el
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ciclon 13 son generalmente de menor tamano y pueden referirse como "finos", "finos polimericos" y/o "finos cataliticos". Estos finos generalmente incluyen catalizador no reaccionado y/o infrarreaccionado.
El sistema 23A intercambiador de calor incluye un intercambiador 23E de calor y una bomba 23B de circulacion de agua templada conectada al intercambiador 23E de calor por el conducto 23C. Se conecta una valvula 23D de control de la temperatura de agua templada al intercambiador 23E de calor y la bomba 23B de circulacion de agua por los conductos 23F y 23G, respectivamente. Se transporta agua de refrigeracion desde una fuente de agua de refrigeracion (no mostrado) por un conducto 23H de agua de refrigeracion al conducto 23G entre la valvula 23D de control y la bomba 23B de circulacion. Se conecta un controlador (TIC) 23J indicador de la temperatura entre la valvula 23D de control y el conducto 23C. Entre el controlador 23J y el conducto 23C reside un elemento 23K de temperatura.
El sistema 23A de intercambio de calor funciona controlando la cantidad de vapor condensado en el intercambiador 23E de calor. Esto se lleva a cabo controlando el flujo de agua de refrigeracion introducido en el conducto 23G del conducto 23H evacuando el agua caliente formada en el intercambiador 23E de calor. El agua caliente del intercambiador 23E de calor es transportada a la valvula 23D de control por el conducto 23F. El agua caliente sale de la valvula 23D de control por el conducto 23I.
Mas especificamente, el agua de refrigeracion del conducto 23H que entra en el conducto 23G se mezcla con agua templada circulante en el conducto 23G, su mezcla entra en la bomba 23B. El agua que sale de la bomba 23B entra en el conducto 23C, una porcion del cual se pone en contacto con el elemento 23K de temperatura, en el camino al intercambiador 23E de calor. El elemento 23K de temperatura genera una senal proporcional a la temperatura en el conducto 23C. La senal es transportada al controlador 23J indicador de la temperatura. Como respuesta a esta senal y a un valor de la temperatura preseleccionado, el controlador 23J indicador de la temperatura envia una senal a traves de un conducto de senal (ilustrado por la linea discontinua 23L) a la valvula 23D de control que controla de manera selectiva el volumen de agua caliente que sale del sistema 24A intercambiador de calor por el conducto 23I.
El medio liquido condensado formado en el intercambiador 23E de calor incluye eluyente, catalizador no reaccionado/infrarreaccionado, solidos polimericos y monomeros no reaccionados. Se hace pasar despues este medio liquido condensado a un acumulador 24B por un conducto 22A.
Es deseable controlar la cantidad de vapor condensado en el intercambiador 23E de calor y mantener suficiente presion de vapor en el acumulador 24B. De esta manera, una valvula 24A de control de la presion puede mantener suficiente contrapresion en el acumulador 24B. Manteniendo una contrapresion suficiente en el acumulador 24B, se mantiene una presion de funcionamiento apropiada en el primer tanque 11 de purga. Se acciona la valvula 24A de control de la presion mediante un controlador 24C que indica la presion en coordinacion con un elemento 24D de presion. El elemento 24D de presion esta en comunicacion de deteccion con el acumulador 24B. El elemento 24D de presion genera una senal proporcional a la presion en el acumulador 24B. Como respuesta a esta senal y a un valor de la presion prefijado, el controlador 24C indicador de la presion envia una senal por un conducto de senal (ilustrado por la linea discontinua 24E) a la valvula 24 A de control que controla de manera selectiva la contrapresion en el acumulador 24B.
Se proporciona una bomba 25 para transportar el medio liquido condensado del acumulador 24B de vuelta a la zona de polimerizacion por un conducto 26. De esta manera, el catalizador no reaccionado/infrarreaccionado y los solidos polimericos no retirados por el ciclon 13 se devuelven para mas polimerizacion al reactor 1 de bucle.
Se hacen pasar los solidos polimericos en el segundo tanque 15 de purga de menor presion por un conducto 27 a un secador 28 convencional. Se hace pasar el vapor que sale del ciclon 21 secundario, despues de filtracion en una unidad 29 de filtro, por un conducto 30 a un compresor 31 y se hacen pasar los vapores comprimidos por un conducto 32 a un condensador 33 donde se condensa el vapor y se hace pasar el condensado por el conducto 34 al recipiente 35 de almacenamiento. El medio liquido condensado en el recipiente 35 de almacenamiento se descarga tipicamente por arriba para retirar los contaminantes de los productos finales ligeros. Puede devolverse el diluyente inerte al procedimiento por un lecho 37 de tratamiento para retirar venenos de catalizador o destilarse en la unidad 36 para una eliminacion mas completa de los productos finales ligeros y devolverse despues al procedimiento por un lecho de tratamiento.
Volviendo ahora a la figura 3, se ilustra una porcion de una pared 310 del reactor 1 de bucle por el que se extiende el conducto 8A de descarga. El conducto 8A de descarga puede extenderse en el reactor en diversos angulos. Convenientemente, el conducto 8A de descarga se extiende en el reactor de bucle con sustancialmente un angulo recto con respecto a la pared 310.
La pared 310 incluye una superficie 312 interior y una superficie 314 exterior. La superficie 312 interior soporta la suspension de polimerizacion circulante ilustrada por las flechas 318 direccionales. El conducto 8A de descarga tiene una parte superior 316A y un lado 316B continuo. Las porciones del lado 316B definen una abertura 320. La abertura 320 presenta dimensiones v1 y v2 de abertura vertical definidas por las paredes 320A y 320B del lado 316B. Convenientemente, la magnitud v1 es mayor que la magnitud v2. La abertura 320 presenta dimensiones h1 y h2 de abertura horizontal (no mostrado). La abertura 320 puede estar conformada en cualquier forma adecuada, tal
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como rectangular, oval o una de sus combinaciones. En una realizacion, la abertura 320 puede tener forma conica o forma de cuchara.
La abertura 320 se comunica con un canal 322 definido por las superficies internas de la parte superior 316A y el lado 316B. El canal 322 transporta suspension de polimerizacion capturada, ilustrado por la flecha 324 direccional a la valvula 8B de descarga (no mostrado).
La abertura 320 se clasifica y se situa en relacion a la direccion del movimiento de la suspension 318 de polimerizacion circulante. Convenientemente, la abertura 320 esta en una posicion sustancialmente de frente a la direccion de la suspension 318 de polimerizacion circulante. Mas convenientemente, la abertura 320 se enfrenta a la direccion de la suspension 318 circulante. De esta manera, una porcion de la suspension 324 de polimerizacion que contiene solidos polimericos se retira de la suspension 318 de polimerizacion circulante por un area desde cerca de, o adyacente a, la pared 312 interna del reactor 1 de bucle a una distancia que se extiende a la suspension 318 de polimerizacion circulante. De esta manera, se puede formar un mayor porcentaje en peso de solidos polimericos dentro del conducto 8A que el porcentaje en peso de solidos polimericos en la suspension de polimerizacion que circula de otro modo.
Este aumento del porcentaje en peso de solidos polimericos puede depender de la localizacion del conducto 8A de descarga a lo largo del reactor 1 de bucle, la profundidad de insercion del conducto 8A de descarga en el reactor de bucle, el tamano y la configuracion de la abertura 320, la orientacion de la abertura 320 respecto a la direccion de la suspension de polimerizacion circulante y el porcentaje en peso de solidos polimericos en la suspension 318 de polimerizacion circulante. Por ejemplo, se observa un incremento calculado entre un 1 y un 5 por ciento en peso con un conducto 8A de descarga con una magnitud v1 de aproximadamente 5 pulgadas (12,5 cm) y una magnitud h1 de aproximadamente 1 pulgada (2,5 cm). El conducto 8A de descarga se situo 10 pies aguas abajo de una curva de 90 grados en el reactor 1 de bucle en una porcion de la pared 314 del reactor de bucle adyacente al suelo. El conducto 8A de descarga se extiende aproximadamente 5,5 pulgadas (14,0 cm) en la corriente de suspension de polimerizacion circulante. La velocidad de la suspension de polimerizacion circulante estaba en el intervalo de 28 pie/s a 34 pie/s (8,5 m/s a 10,3 m/s) con un porcentaje en peso de solidos polimericos en el intervalo de 48 a 53.
Volviendo ahora a la figura 4, se ilustra el sistema 410 de control de la presion. El sistema 410 de control de la presion funciona manteniendo una presion sustancialmente uniforme en el reactor 1 de bucle controlando la descarga del efluente de polimerizacion del reactor 1 de bucle por el conducto 8A de descarga. El sistema 410 de control tambien funciona evitando el taponamiento del conducto 8A de descarga por solidos polimericos durante fluctuaciones de la presion en el reactor 1 de bucle y/o cuando el flujo de efluente de polimerizacion del conducto 8A de descarga al conducto 9 es interrumpido y/o detenido.
El sistema 410 de control de la presion incluye una primera fuente 412 diluyente inerte, tal como isobutano y un conducto 414 diluyente inerte en comunicacion con un conducto 416 de reactor de bucle. El flujo de diluyente inerte por el conducto 414 de diluyente inerte al conducto 416 de reactor de bucle se controla por la valvula 418 de control en coordinacion con un elemento 420 de flujo y un controlador 422 de indicador de flujo. El fin de medir el flujo de diluyente inerte de la primera fuente 412 de diluyente inerte al reactor 1 de bucle es evitar el taponamiento del conducto 416 por solidos polimericos. De esta manera, el elemento 441 de presion del reactor de bucle (indicado a continuacion), en comunicacion con el conducto 416 del reactor de bucle, puede controlar con mas precision la presion en el reactor 1 de bucle.
El sistema 410 de control de la presion incluye ademas una segunda fuente 424 de diluyente inerte y una tercera fuente 426 de diluyente inerte. El diluyente inerte, tal como isobutano, de la segunda fuente 424 de diluyente inerte fluye en un conducto 428 a una valvula 430 de control que esta en comunicacion de fluido con un conducto 432. La valvula 430 de control, en coordinacion con un elemento 431 de flujo y un controlador 433 indicador de flujo, mide el flujo de diluyente inerte de la segunda fuente 424 de diluyente inerte al conducto 432. El conducto 432 esta en comunicacion de fluido con un conducto 434 y el conducto 8A de descarga, terminando en el conducto 8A de descarga en un punto entre el reactor 1 de bucle y la valvula 8B de descarga. El fin de medir el flujo de diluyente inerte de la segunda fuente 422 de diluyente inerte en el conducto 432 es evitar el taponamiento del conducto 432 por solidos polimericos que de otro modo podrian fluir de vuelta al conducto 432 del conducto 8A de descarga. Adicionalmente, el flujo de diluyente inerte de la segunda fuente 422 de diluyente inerte tambien evita el taponamiento del conducto 434 y la valvula de control 440 por solidos polimericos que podrian fluir de vuelta al conducto 432 del conducto 8A de descarga.
El diluyente inerte de la tercera fuente 426 de diluyente inerte fluye en un conducto 438 a una valvula 440 de control que esta en comunicacion de fluido con un conducto 434. Como se explicara con mayor detalle a continuacion, en el caso de una fluctuacion de presion suficiente en el reactor 1 de bucle, la valvula 440 de control funciona iniciando un flujo suficiente a una presion suficiente de diluyente inerte de la tercera fuente 426 de diluyente inerte para purgar y/o descargar solidos polimericos del conducto 8A de descarga al reactor 1 de bucle. En este caso, en general el flujo de diluyente inerte de la tercera fuente 426 de diluyente inerte en el conducto 432 sera mayor que el flujo de diluyente inerte de la segunda fuente 424 de diluyente inerte en el conducto 432. Por ejemplo, el flujo de diluyente inerte de la segunda fuente 424 de diluyente inerte al conducto 8A de descarga puede estar en un intervalo de 0,5 galon/min a menos de 2,0 galon/min (de 0,03 a menos de 1,3 dm3s-1). El flujo de diluyente inerte de la tercera fuente
426 de diluyente inerte al conducto 8A de descarga puede estar en un intervalo de 2,0 galon/min a 20 galon/min (de 1,3 a 13 dm3 s'1).
El elemento 441 de presion del reactor de bucle y un controlador 442 indicador de la presion desempenan varias funciones. Como se menciono previamente, el elemento 441 de presion controla la presion del reactor 1 de bucle por 5 el conducto 416. Como respuesta a esta presion, el elemento 441 de presion del reactor de bucle genera una senal proporcional a la presion en el conducto 416. Esta senal es transportada al controlador 442 indicador de la presion. Como respuesta a esta senal y a un valor de la presion prefijado, el controlador 442 indicador de la presion envia una senal por un conducto de senal (ilustrado por la linea discontinua 444) a la valvula 8B de descarga y la valvula 440 de control.
10 Durante las operaciones normales del reactor de bucle, la valvula 8B de descarga se situa de manera que permita el flujo de efluente de polimerizacion del conducto 8A de descarga al conducto 9. Al mismo tiempo, la valvula 440 de control se cierra evitandose el flujo de diluyente inerte de la tercera fuente 426 de diluyente inerte al conducto de descarga. Cuando se producen suficientes fluctuaciones de la presion y/o cuando se detecta despresurizacion parcial en el reactor 1 de bucle por el elemento 441 de presion del reactor de bucle, la senal generada por el 15 controlador 442 indicador de la presion produce que la valvula 8B de descarga se cierre y se abra la valvula 440 de control. Cerrando la valvula 8B de descarga, interrumpiendose asi la descarga del reactor 1 de bucle, se puede restablecer la presion en el reactor 1 de bucle. Abriendo la valvula 440 de control y haciendo fluir suficientes volumenes de diluyente inerte de la tercera fuente 426 de diluyente inerte al conducto 8A de descarga a suficiente presion, los solidos polimericos permanecen en el conducto 8A de descarga entre la valvula 8B de descarga y el 20 reactor 1 de bucle puede ser drenado y/o purgado desde el conducto 8A de descarga y al reactor 1 de bucle. Adicionalmente, manteniendo un flujo suficiente de diluyente inerte, continuo o de otro modo, en y/o por el conducto 8A de descarga mientras se cierra la valvula 8B de descarga, se evita que los solidos polimericos en el reactor 1 de bucle entren y/o sustancialmente se recojan en el conducto 8A de descarga y/o el taponamiento del conducto 8A de descarga. A la vuelta de las operaciones normales, la valvula 440 de control se cierra terminando el flujo de 25 diluyente inerte de la tercera fuente 426 de diluyente inerte y la valvula 8B de descarga se abre para reanudar el flujo de efluente de polimerizacion por el conducto 8A de descarga al conducto 9.

Claims (11)

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    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para producir polimero en un reactor de bucle para suspension continua que comprende:
    alimentar catalizador, monomero, y opcionalmente, al menos uno de comonomero, cocatalizador, diluyente, modificador de polimeros o mezclas de los mismos, al reactor;
    en donde se alimenta catalizador al reactor a partir de multiples entradas de catalizador;
    en donde al menos uno de monomero, comonomero, cocatalizador, diluyente, modificador de polimeros, aditivo de tratamiento o mezclas de los mismos, se alimenta al reactor a partir de multiples entradas de alimentacion que se situan en un 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle y
    recuperar polimero del reactor.
  2. 2. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos un circulador en el reactor.
  3. 3. El procedimiento segun la reivindicacion 2, en donde al menos una de las entradas de catalizador esta situada en el extremo de succion de al menos un circulador.
  4. 4. El procedimiento segun la reivindicacion 2, en donde las entradas de catalizador se situan en un 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle, preferiblemente en un 25 % de los puntos de simetria del reactor de bucle y mas preferiblemente en un 10 % de los puntos de simetria del reactor de bucle.
  5. 5. El procedimiento segun la reivindicacion 4, en donde las entradas de catalizador se situan en los puntos de simetria del reactor de bucle.
  6. 6. El procedimiento segun la reivindicacion 2, en donde los circuladores se situan en un 45 % de los puntos de simetria del reactor de bucle, preferiblemente en un 25 % de los puntos de simetria del reactor de bucle y mas preferiblemente en un 10 % de los puntos de simetria del reactor de bucle.
  7. 7. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el reactor de bucle tiene una longitud de al menos 750 pie (229 m).
  8. 8. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el reactor de bucle tiene al menos 6 tramos.
  9. 9. El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el reactor de bucle tiene un volumen de al menos 10.000 galon (37.900 dm3).
  10. 10. El procedimiento segun la reivindicacion 1, que comprende hacer funcionar el reactor de bucle de tal manera que se mantenga una cinetica de reaccion constante dentro del reactor.
  11. 11. El procedimiento segun la reivindicacion 10, que comprende ademas al menos un circulador.
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