MX2015004909A - Sistema y metodo para la preparacion de catalizadores. - Google Patents
Sistema y metodo para la preparacion de catalizadores.Info
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Abstract
Se proporcionan técnicas para la preparación de catalizadores. Un sistema para la preparación de catalizadores puede incluir un agitador dispuesto dentro de un tanque de catalizador de polimerización y configurado para mezclar un catalizador de polimerización y un disolvente para generar una solución catalizadora de polimerización. El sistema también puede incluir un sistema de calentamiento acoplado al tanque de catalizador de polimerización y configurado para mantener una temperatura de la solución catalizadora de polimerización por encima de un umbral. El sistema también puede incluir un precontactor configurado para recibir corrientes de suministro que comprenden un activador y la solución catalizadora de polimerización del tanque de catalizador de polimerización para generar un complejo de catalizador. El sistema también puede incluir una tubería de transferencia configurada para transferir el complejo de catalizador de una salida del precontactor al reactor.
Description
SISTEMA ? MÉTODO PARA LA PREPARACIÓN DE CATALIZADORES
ANTECEDENTES
La presente descripción se refiere, en general, a la preparación de catalizadores y, más específicamente, a la preparación de catalizadores de metaloceno.
Esta sección tiene como objetivo presentar al lector aspectos de la téenica que se pueden referir a aspectos de la presente descripción, que se describen o se reivindican a continuación. Se cree que este análisis es útil para proporcionarle información al lector sobre los antecedentes para facilitar una mejor comprensión de los diversos aspectos de la presente descripción. Por lo tanto, se entenderá que estas afirmaciones deben interpretarse de este modo y no como una admisión de la técnica anterior.
Los catalizadores se pueden emplear para facilitar la formación de productos a través de reacciones químicas. Generalmente, es recomendable preparar el catalizador de cierto modo para lograr las propiedades deseadas del catalizador y/o de los productos. Por ejemplo, en determinadas instalaciones de fabricación de polimerización, el catalizador se prepara fuera del sitio por un proveedor y luego se envía a la instalación de reacción de polimerización. En la instalación del proveedor, se puede
disolver el catalizador en un disolvente para formar una solución catalizadora, que se puede utilizar por la instalación de fabricación de polimerización directamente o con algún procesamiento o manipulación adicional. Sin embargo, la concentración del catalizador en el disolvente se puede limitar por la solubilidad del catalizador en el disolvente. En otras palabras, intentar disolver mayores cantidades de catalizador en la solución puede provocar la precipitación del catalizador fuera de la solución, lo que puede ser poco recomendable. Además, la solubilidad del catalizador en el disolvente se puede ver afectada por la temperatura. Por ejemplo, la solubilidad del catalizador puede disminuir a temperaturas bajas. Por lo tanto, la concentración del catalizador en el disolvente puede ser inferior a la deseada, lo que produce un suministro de la solución catalizadora en tasas de flujo altas. Además, actualmente se reconoce que los problemas con la concentración de catalizador en el disolvente pueden requerir tanques de almacenamiento, tuberías de transferencia, bombas y otros equipos asociados con la manipulación de la solución catalizadora de mayor tamaño para facilitar la manipulación de las tasas de flujo altas de la solución catalizadora. Esto puede implicar mayores gastos de capital y de funcionamiento de la instalación de fabricación de polimerización. Además,
actualmente se reconoce que los costos y otras consideraciones asociadas con el transporte de la solución catalizadora pueden ser mayores que los asociados con el transporte del catalizador solo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las ventajas de la presente descripción pueden resultar evidentes al leer la siguiente descripción detallada y con referencia a las figuras, en las que:
La figura 1 es un diagrama de bloques de una modalidad de un sistema de fabricación de poliolefina con un sistema de preparación de catalizador de acuerdo con las presentes modalidades;
La figura 2 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad de un sistema de preparación de catalizador que se puede emplear en el sistema de fabricación de poliolefina de la figura 1, de acuerdo con las presentes modalidades;
La figura 3 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad de un sistema de preparación de catalizador con más de un tanque de catalizador que se puede emplear en el sistema de fabricación de poliolefina de la figura 1, de acuerdo con las presentes modalidades;
La figura 4 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad de un sistema de preparación de catalizador con más
de un tanque de mezcla/circulación de catalizador que se puede emplear en el sistema de fabricación de poliolefina de la figura 1, de acuerdo con las presentes modalidades/
La figura 5 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad de un sistema de preparación de catalizador con tanques de mezcla y de circulación de catalizador separados que se pueden emplear en el sistema de fabricación de poliolefina de la figura 1, de acuerdo con las presentes modalidades; y
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra un método para preparar el catalizador de acuerdo con las presentes modalidades.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES ESPECÍFICAS
A continuación se describirán una o más modalidades especificas de la presente invención. En un esfuerzo por proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones, no se describen todas las características de una implementación real en la especificación. Se apreciará que en el desarrollo de cualquiera de estas implementaciones reales, como en cualquier proyecto de ingeniería o diseño, se deben tomar numerosas decisiones específicas sobre la implementación para lograr los objetivos específicos de los creadores, por ejemplo, el cumplimiento con las restricciones
comerciales y relacionadas con los sistemas las cuales pueden variar de una implementación a otra. Además, se apreciará que los esfuerzos que implica un desarrollo de este tipo podrían ser complejos y demandar mucho tiempo, pero, no obstante, serían una tarea de rutina de diseño, fabricación y manufactura para los entendidos en la téenica que se benefician de la presente descripción.
La presente descripción se refiere a técnicas para la preparación de soluciones catalizadoras. Más específicamente, la presente descripción se refiere a técnicas para la preparación de soluciones catalizadoras por un sistema de preparación de catalizadores en el sitio. Según se utiliza en la presente, el término "en el sitio" se refiere a que se encuentra en la misma ubicación y/o está integrado en una instalación de fabricación de polimerización y cualquier instalación de fabricación asociada adyacente. La instalación de fabricación de polimerización puede producir diversos polímeros en reactores diferentes, como, por ejemplo, reactores de lecho fluidizado, reactores en fase gaseosa, reactores de suspensión de bucle o cualquier combinación de estos. Dichos sistemas de reactor se pueden modelar utilizando un modelo de reactor de tanque agitado ideal continuo (CISTR).
Los reactores de una instalación de fabricación de
polimerización pueden recibir un monómero, un diluyente y un complejo de catalizador preparado por un sistema de preparación de catalizador de acuerdo con las presentes modalidades para producir polímeros. En determinadas modalidades, un tanque de catalizador de polimerización del sistema de preparación de catalizador mezcla un catalizador de polimerización y un disolvente utilizando un agitador para generar una solución catalizadora de polimerización. Un sistema de calentamiento acoplado al tanque de catalizador de polimerización puede ayudar a mantener una temperatura de la solución catalizadora de polimerización por encima del umbral. Por ejemplo, se puede determinar el umbral para ayudar a evitar la precipitación del catalizador de polimerización fuera de la solución catalizadora de polimerización. Un precontactor del sistema de preparación de catalizador puede recibir un cocatalizador, un activador y la solución catalizadora de polimerización del tanque de catalizador de polimerización para generar el complejo de catalizador. El precontactor también puede incluir un sistema de calentamiento. Se puede utilizar una tubería de transferencia para transferir el complejo de catalizador del precontactor a los reactores de la instalación de fabricación de polimerización.
Al preparar la solución catalizadora de polimerización
en el sitio, el catalizador de polimerización puede ser enviado a la instalación de fabricación de polimerización por el proveedor en forma sólida (p. ej., un polvo seco), simplificando así y reduciendo los costos asociados con el transporte del catalizador de polimerización. Además, el disolvente utilizado para disolver el catalizador de polimerización se puede seleccionar para que sea específicamente compatible y/o deseable para utilizar en los reactores de la instalación de fabricación de polimerización. Por ejemplo, en determinadas modalidades, el disolvente puede ser un material que ya se está suministrando al reactor, como un comonómero. Además, al calentar la solución catalizadora de polimerización en el sistema de preparación de catalizador, la concentración del catalizador de polimerización puede ser mayor que la de las soluciones catalizadoras enviadas a la instalación de fabricación de polimerización por los proveedores. Por lo tanto, los tanques de almacenamiento y otros equipos asociados con la solución catalizadora de polimerización pueden ser más pequeños y menos costosos que los equipos asociados con las soluciones catalizadoras suministradas por los proveedores. Además, se puede reducir la frecuencia de la preparación de lotes de solución catalizadora. Por otra parte, el uso de una solución catalizadora de alta concentración puede mejorar el control
de la reacción de polimerización. Por ejemplo, se puede facilitar la proporción de polímero de alto peso molecular a polímero de bajo peso molecular a través del uso de una solución catalizadora de alta concentración.
La figura 1 ilustra una modalidad de un sistema de fabricación 10 que emplea catalizadores para producir un producto de polímero a través de reacciones químicas. En particular, la figura 1 es una representación esquemática de un proceso de fabricación para producir poliolefinas, como homopolímero, copolímero y/o terpolímero de polietileno, entre otros. Aunque las téenicas de preparación de catalizadores descritas en la presente se describen, en general, con respecto a la producción de poliolefina, las técnicas se pueden aplicar a cualquier sistema de reactor químico que se pueda modelar utilizando un modelo de reactor de tanque agitado ideal continuo. Por ejemplo, las técnicas de preparación de catalizadores se pueden aplicar a otros tipos de producciones de polímeros.
Como se muestra en la figura 1, el sistema de fabricación 10 incluye un sistema de reactor 12, que recibe múltiples materias primas, como un complejo de catalizador 14, un monómero 16 y/o un diluyente 18. El complejo de catalizador 14 y su preparación se describen detalladamente a continuación. Los monómeros 16 pueden incluir uno o más
monómeros y/o comonómeros, como, por ejemplo, etileno, propileno, buteno, hexeno, octeno, deceno, entre otros. El diluyente 18 puede incluir uno o más diluyentes, como, por ejemplo, un hidrocarburo inerte que es liquido en condiciones de reacción, como isobutano, propano, n-butano, n-pentano, i-pentano, neopentano, n-hexano, n-heptano, ciclohexano, ciclopentano, metilciclopentano o etilciclohexano, entre otros. En determinadas modalidades, el diluyente 18 se puede emplear para suspender partículas de catalizador y partículas de polímero dentro de los recipientes del reactor del sistema de reactor 12. En otras modalidades, el sistema de reactor 12 también puede recibir otros materiales como, por ejemplo, agentes de transferencia de cadena (p. ej., hidrógeno), catalizadores, co-catalizadores y otros aditivos.
El sistema de reactor 12 puede incluir uno o más reactores de polimerización, como reactores de fase líquida, reactores de fase gaseosa o una combinación de estos. Se pueden disponer múltiples reactores en serie, en paralelo o en cualquier otra combinación o configuración adecuada. Dentro de los reactores de polimerización, el monómero 16 (p. ej ., uno o más monómeros y/o comonómeros) se puede polimerizar para formar un producto que contiene partículas de polímero 20, que se denominan, típicamente, pelusa o gránulos. De acuerdo con determinadas modalidades, el
monómero 16 puede incluir 1-olefinas que tienen hasta 10 átomos de carbono por molécula y, típicamente, no tienen ramificación más cerca del doble enlace que la posición 4. Por ejemplo, el monómero 16 puede incluir monómeros y comonómeros como etileno, propileno, buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno o cualquier combinación de estos. Las partículas de polímero 20 pueden poseer una o más propiedades de fusión, físicas, reológicas y/o mecánicas de interés, como densidad, índice de fusión (MI), índice de fluidez (MFR), contenido de copolímero o comonómero, módulo y cristalinidad. Se pueden seleccionar las condiciones de reacción, como la temperatura, presión, velocidad de flujo, agitación mecánica, lanzamiento de producto, concentraciones de los componentes, tasa de producción de polímero, entre otras, para lograr las propiedades deseadas de las partículas de polímero 20.
El efluente de producto, que incluye las partículas del polímero formado 20, así como los componentes no poliméricos, como el diluyente 18, el monómero sin reaccionar 16 y el catalizador residual, sale del sistema de reactor 12 e ingresa en diversos sistemas, como un sistema de recuperación de producto, un sistema de extrusión y/o un sistema de descarga, para producir sedimentos de polímero extruidos. Algunos ejemplos de sedimentos de polímeros que puede
producir el sistema de fabricación 10 incluyen, entre otros, polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de densidad alta (HDPE) y polietileno mejorado, como los grados bimodales. Los diversos tipos de grados de sedimentos de polietileno se pueden comercializar, por ejemplo, con las marcas polietileno Marlex® o polietileno MarFlex© de Chevron-Phillips Chemical Company, LP, de The Woodlands, Texas, EUA.
Los sedimentos del polímero producido (p. ej., polietileno) se pueden utilizar en la fabricación de diversos productos, componentes, artículos para el hogar y otros artículos, incluido adhesivos (p. ej., aplicaciones de pegamentos termofusibles), cables eléctricos, películas agrícolas, película contraíble, película plástica, películas para envasado de alimentos, envases flexibles para alimentos, envases de leche, envases para alimentos congelados, bolsas de residuos, bolsas de supermercado, bolsas industriales, botellas plásticas, equipos de seguridad, recubrimientos, juguetes y una serie de recipientes y productos plásticos. Además, los productos y los componentes formados a partir de los sedimentos de polímero se pueden procesar adicionalmente y ensamblar antes de la distribución y venta al cliente. Por ejemplo, los sedimentos de polímero se someten, generalmente,
a mayor procesamiento, como moldeo por soplado, moldeo por inyección, moldeo rotacional, película soplada, película fundida, extrusión (p. ej., extrusión de láminas, extrusión de tuberías y corrugada, extrusión de recubrimiento/laminación, etc.), entre otros.
Volviendo a la figura 1, el complejo de catalizador 14 se puede preparar mediante la combinación de una solución catalizadora 22, un cocatalizador 24 y un activador 26. Algunos ejemplos del cocatalizador 24 incluyen, entre otros, compuestos organometálicos, como triisobutilaluminio, trietilaluminio o tri-etil boro, compuestos de alquilaluminio, metil aluminoxano, entre otros. Algunos ejemplos de activador 26 incluyen, entre otros, súper ácidos sólidos y óxidos sólidos tratados químicamente. En una modalidad, el óxido sólido puede tener un área superficial de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 1000 m2/g. En otra modalidad, el óxido sólido puede tener un área superficial de entre aproximadamente 200 y aproximadamente 800 m2/g. En otra modalidad, el óxido sólido puede tener un área superficial de entre aproximadamente 250 y aproximadamente 600 m2/g.
Cuando el activador 26 es un óxido sólido tratado químicamente, puede incluir un óxido inorgánico sólido que incluye oxígeno y uno o más elementos seleccionados del grupo
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 o 15 de la tabla periódica, o que incluye oxigeno y uno o más elementos seleccionados de los elementos de lantanida o actinida (véase: Condensed Chemical Dictionary de Hawlcy, 11a Ed.,
John Wiley & Sons, 1995; Cotton, F.A., Wilkinson, G., Murillo, C. A. y Bochmann, M., Advanced Inorganic Chemistry, 6a Ed., Wiley-Interscience, 1999). Por ejemplo, el óxido inorgánico puede incluir oxigeno y un elemento, o elementos, seleccionados de Al, B, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, La, Mn, Mo, Ni, Sb, Si, Sn, Sr, Th, Ti, V, W, P, Y, Zn y Zr.
Algunos ejemplos adecuados de materiales o compuestos de óxido sólido que se pueden utilizar para formar el óxido sólido tratado químicamente utilizado como el activador 26 pueden incluir, entre otros, I2O3, B2O3, BeO, BÍ2O3, CdO, C03O4, Cr2C>3, CuO, Fe203, Ga2C>3, La203, Mn203, M0O3, NiO, P2O5,
Sb205, Si02, Sn02, SrO, Th02, Ti02, V205, W03, Y203, ZnO, Zr02, y similares, incluido óxidos mezclados de estos, recubrimientos de un óxido con otro y combinaciones de estos. Por ejemplo, el óxido sólido puede comprender sílice, alúmina, sílice-alúmina, alúmina recubierta con sílice, fosfato de aluminio, aluminofosfato, heteropolitungstato, titanio, zirconia, magnesia, óxido de boro, óxido de zinc, óxidos mezclados de estos, o cualquier combinación de estos.
Volviendo a la figura 1, la solución catalizadora 22 se
puede preparar mediante la combinación de un catalizador 28 y un disolvente 30. Específicamente, el catalizador 28 se puede disolver en el disolvente 30. En una modalidad, el catalizador 28 puede ser, esencialmente, un material sólido. Algunos ejemplos de catalizador 28 incluyen, entre otros, catalizadores de metaloceno, catalizadores Ziegler-Natta, catalizadores basados en cromo, catalizadores basados en vanadio, catalizadores basados en níquel, o una combinación de estos, entre otros. Algunos ejemplos de catalizadores basados en cromo incluyen, entre otros, cromo, cromoceno, titanio de cromo, sílice de cromo, cromo con fosfato de aluminio, entre otros. Algunos ejemplos de disolvente 30 incluyen, entre otros, comonómeros, como los enumerados anteriormente, 1-hexeno, ciclohexano, heptano, un alqueno, un alcano, un cicloalqueno, un cicloalcano, o cualquier combinación de estos. En determinada modalidad, el disolvente 30 es 1-hexeno y excluye el tolueno. El uso de 1-hexeno puede ser más deseable que de tolueno porque el 1-hexeno implica menos preocupaciones a nivel ambiental que el tolueno. Además, el 1-hexeno se utiliza (es decir, se consume o reacciona químicamente) durante la polimerización y, por lo tanto, aparecería como un residuo en las partículas de polímero 20 en menores cantidades que el tolueno, que no se utiliza durante la polimerización. Determinados catalizadores
28 pueden ser menos solubles en 1-hexeno que el tolueno. Por lo tanto, el calentamiento de la solución catalizadora 22, según se describe detalladamente a continuación, puede facilitar el uso del 1-hexeno en lugar de tolueno y ayuda a evitar la precipitación del catalizador 28.
La figura 2 ilustra una modalidad de un sistema de preparación de catalizador 40 que se puede utilizar para preparar el complejo de catalizador 14 suministrado al sistema de reactor 12. Específicamente, el sistema de preparación de catalizador 40 puede incluir un tanque de catalizador 42 para almacenar el catalizador 28. En una modalidad, se puede utilizar una válvula de control de catalizador 44 como medio de transferencia para controlar la transferencia del catalizador 28 desde el tanque de catalizador 42 hacia un tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. También se pueden utilizar otros medios de transferencia de catalizador con o sin una válvula de control de catalizador 44. Por ejemplo, el catalizador 28 se puede presurizar (p. ej., mediante el uso de nitrógeno), bombear, transportar o llevar de otro modo al tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. El sistema de preparación de catalizador 40 también puede incluir un tanque de disolvente 48 para almacenar el disolvente 30. En una modalidad, se puede utilizar una válvula de control de
disolvente 50 para controlar la transferencia del disolvente 30 hacia el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. También se pueden utilizar otros medios de transferencia de disolvente con o sin una válvula de control de disolvente 50. Por ejemplo, el disolvente 30 se puede presurizar desde el tanque de disolvente 48 o, en determinadas modalidades, se puede utilizar una bomba para transferir el disolvente 30 desde el tanque de disolvente 48. De hecho, en algunas modalidades, una bomba puede reemplazar o colaborar con la válvula de control de disolvente 50.
Como se muestra en la figura 2, el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 incluye un agitador 52 que es impulsado por un motor 54. El agitador 52 se puede utilizar para disolver y/o mezclar el catalizador 28 y el disolvente 30 en el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. Por lo tanto, el agitador 52 puede ayudar a acelerar la mezcla del catalizador 28 y el disolvente 30 y/o mejorar la consistencia de la solución catalizadora 22. En determinadas modalidades, el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 puede incluir un sistema de calentamiento 56 para calentar la solución catalizadora 22. Algunos ejemplos del sistema de calentamiento 56 incluyen, entre otros, una camisa de agua templada caliente, un bucle de agua templada caliente, una camisa de abrazadera eléctrica o cualquier otro
sistema de calentamiento adecuado. Al calentar la solución de catalizador 22 con el sistema de calentamiento 56, se pueden lograr mayores concentraciones de catalizador 28, sin que se produzca la precipitación del catalizador 28. Además, el sistema de calentamiento 56 se puede utilizar siempre que el catalizador 28 y el disolvente 30 estén presentes al mismo tiempo para ayudar a evitar la precipitación del catalizador 28 a temperaturas bajas. Se puede utilizar una tubería de transferencia 58 para transferir la solución catalizadora 22 desde el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. La tubería de transferencia 58 puede incluir un sistema de calentamiento de tuberías 60 como, por ejemplo, una camisa de agua templada caliente, trazado eléctrico o cualquier otro sistema de calentamiento adecuado, que se puede utilizar para mantener una temperatura de la solución catalizadora 22 por encima de un umbral a medida que la solución catalizadora 22 se desplaza a través de la tubería de transferencia 58. Se puede acoplar una bomba de solución catalizadora 62 a la tubería de transferencia 58 y se puede utilizar para transferir la solución catalizadora 22 desde el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. Además, la tubería de transferencia 58 puede incluir una válvula de control de solución catalizadora 64 para controlar la transferencia de la solución catalizadora 22 desde el tanque de
mezcla/circulación de catalizador 46 hacia un precontactor 66 con o sin una bomba de solución catalizadora 62.
Además de la solución catalizadora 22 del tanque de mezcla/circulación 46, el precontactor 66 puede recibir al cocatalizador 24 desde un tanque de cocatalizador 68 a través de una bomba de cocatalizador 70. En otras modalidades, el cocatalizador 24 se puede presurizar hacia el precontactor 66 o transferir de otro modo. En otras modalidades, el cocatalizador 24 se puede transferir directamente desde el tanque de cocatalizador 68 hacia uno o más reactores en el sistema de reactor 12, evitando el precontactor 66. Un tanque de activador 72 puede almacenar el activador 26 antes de su transferencia al precontactor 66 mediante presurización, una bomba o similar. El precontactor 66 incluye un agitador de precontactor 74 impulsado por un motor del precontactor 76. El agitador del precontactor 74 se puede utilizar para mezclar bien la solución catalizadora 22 con el cocatalizador 24 y el activador 26. El precontactor 66 también puede incluir un sistema de calentamiento del precontactor 78 para calentar el complejo de catalizador 14 en el precontactor 66. El sistema de calentamiento del precontactor 78 puede ser similar al sistema de calentamiento 56 para el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 descrito anteriormente.
En una modalidad, el sistema de calentamiento del
precontactor 78 se puede utilizar solo durante la preparación del complejo de catalizador 14 y después apagarse. Se puede utilizar una tubería de transferencia de precontactor 80 para transferir el complejo de catalizador 14 desde el precontactor 66. En determinadas modalidades, se pueden utilizar una o más bombas del precontactor 82 para transferir el complejo de catalizador 14 desde el precontactor 66 hacia uno o más reactores en el sistema de reactor 12.
Independientemente del catalizador específico 28 utilizado, se pueden controlar las condiciones de funcionamiento dentro del sistema de preparación del catalizador 40 para producir el complejo de catalizador 14 con las propiedades deseadas. Por ejemplo, se puede emplear un sistema de control 90 para controlar las condiciones de funcionamiento dentro del sistema de fabricación 10, como el sistema de preparación de catalizador 40. Por ejemplo, se puede emplear el sistema de control 90 para ajustar las velocidades de flujo, temperaturas y/u otras propiedades del catalizador 28, el disolvente 30, la solución catalizadora 22, el cocatalizador 24, el activador 26 y/o el complejo de catalizador 14. Además, se puede emplear el sistema de control 90 para pasar del suministro de un tipo de complejo de catalizador 14 al sistema de reactor 12 al suministro de otro tipo de complejo de catalizador 14 al sistema de reactor
12. Por otra parte, se puede emplear el sistema de control 90 para monitorizar y/o ajustar . las condiciones de funcionamiento dentro del sistema de fabricación 10, como las temperaturas, presiones, la velocidad de reacción y las concentraciones de sólidos, entre otros. De acuerdo con determinadas modalidades, el sistema de control 90 puede recibir señales de entrada 92 de sensores (como, sensores de temperatura, sensores de presión y/o transductores de flujo, entre otros) dentro del sistema de fabricación 10 que indican las condiciones de funcionamiento y pueden generar señales de control 102 para ajustar las condiciones de funcionamiento del sistema de fabricación 10.
Específicamente, como se muestra en la figura 2, el sistema de control 90 puede recibir señales de entrada 92 de diversos sensores dispuestos dentro del sistema de preparación de catalizador 40, como, por ejemplo, un sensor de temperatura de tanque de mezcla/circulación de catalizador 94, un sensor de concentración de tanque de mezcla/circulación de catalizador 96, un sensor de temperatura del precontactor 98, un sensor de flujo de complejo de catalizador 100, entre otros. En otras modalidades, el sistema de control 90 puede recibir señales de entrada 92 de otros sensores dispuestos en el sistema de preparación de catalizador 40 y/o el sistema de fabricación
10. Basándose en las señales de entrada 92, el sistema de control 90 puede transmitir señales de control 102 a diversos dispositivos y equipos dispuestos en el sistema de preparación de catalizador 40, como, por ejemplo, cualquier medio de transferencia de catalizador, la válvula de control de catalizador 44 y los medios de transferencia de disolvente, la válvula de control de disolvente 50, el motor del tanque de mezcla/circulación de catalizador 54, el sistema de calentamiento del tanque de mezcla/circulación de catalizador 56, el sistema de calentamiento de la tubería de transferencia 60, la bomba de transferencia de solución catalizadora 62, la válvula de control de solución catalizadora 64, la bomba de cocatalizador 70, el motor del precontactor 76, la bomba del precontactor 82, el sistema de calentamiento del precontactor 78, entre otros.
En determinadas modalidades, la señal de entrada 92 recibida por el sistema de control 90 puede indicar una demanda del catalizador 28 en el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. Por ejemplo, la señal de entrada 92 puede indicar una concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22 que es inferior que un punto de ajuste y se puede transmitir a través del sensor de concentración del tanque de mezcla/circulación de catalizador 96. En respuesta, el sistema de control 90 puede activar una salida, como un
actuador para la válvula de control de catalizador 44, para suministrar el catalizador 28 al tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 y/u otros medios de transferencia de catalizador. El sistema de control 90 puede recibir otra señal de entrada 92 que indica una demanda de la solución catalizadora 22 en el precontactor 66. Por ejemplo, la señal de entrada 92 puede indicar una concentración del catalizador 28 en el complejo de catalizador 14 o el nivel del complejo de catalizador 14 en el precontactor 66 que se encuentra por debajo de un punto de ajuste. En respuesta, el sistema de control 90 puede activar una salida, como un actuador para la bomba de solución catalizadora 62 y/o la válvula de control de solución catalizadora 64, para suministrar la solución catalizadora 22 al precontactor 66. En otras modalidades, el sistema de control 90 puede recibir otra señal de entrada 92 que indica una demanda del complejo de catalizador 14 en el sistema de reactor 12. Por ejemplo, la señal de entrada 92 puede indicar una velocidad de flujo del complejo de catalizador 14 al sistema de reactor 12 que se encuentra por debajo de un punto de ajuste y se puede transmitir a través del sensor de flujo de complejo de catalizador 100. En respuesta, el sistema de control 90 puede activar una salida, como un actuador para la bomba del precontactor 82, para suministrar más complejo de catalizador 14 al sistema de
reactor 12. En otras modalidades, el sistema de control 90 puede recibir otra señal de entrada 92 que indica una temperatura de la solución catalizadora 22 en el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. Por ejemplo, la señal de entrada 92 se puede transmitir a través del sensor de temperatura del tanque de mezcla/circulación de catalizador 94 e indica que la temperatura de la solución catalizadora 22 se encuentra por debajo de un punto de ajuste. En respuesta, el sistema de control 90 puede activar una salida, como un actuador para el sistema de calentamiento 56, para suministrar más calor al tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. El sistema de control 90 puede actuar de forma similar para suministrar calor al precontactor 66 basándose en los datos adquiridos a través de una señal de entrada 92 desde el sensor de temperatura del precontactor 98.
De acuerdo con determinadas modalidades, el sistema de control 90 puede ser un sistema de control distribuido (DCS). El sistema de control 90 puede incluir uno o más controladores de automatización, microprocesadores, procesadores de conjuntos de instrucciones, procesadores gráficos, convertidores de análogo a digital, tarjetas de interfaz y/o conjuntos de chips relacionados. Además, el sistema de control 90 puede colaborar con el almacenamiento
que almacena un código ejecutable, datos e instrucciones para el sistema de control 90. Por ejemplo, el almacenamiento puede almacenar un código legible por máquina no transitorio para mantener una temperatura de la solución catalizadora 22 por encima de un umbral basándose en las variables de proceso medidas. El almacenamiento puede incluir una memoria volátil, como una memoria de acceso aleatorio y/o una memoria no volátil, como una memoria de solo lectura, una memoria flash, un disco duro o cualquier otro medio legible por computadora óptico, magnético o en estado sólido adecuado, asi como una combinación de estos. El sistema de control 90 también puede incluir una pantalla y una interfaz de usuario. De acuerdo con determinadas modalidades, la pantalla y la interfaz de usuario pueden formar parte de una estación de trabajo del operador. La pantalla puede mostrar información variada sobre el sistema de fabricación 10. Por ejemplo, la pantalla puede mostrar gráficas, tendencias, balances de masas, balances de energía, datos de procesos, como variables de proceso medidas y/o datos predictivos, entre otros, que facilitan la monitorización del usuario y el control del sistema de fabricación 10.
De acuerdo con determinadas modalidades, la pantalla puede mostrar pantallas de la interfaz de usuario que facilitan el ingreso de las entradas del usuario. Por
ejemplo, un usuario puede ingresar parámetros de funcionamiento deseados (p. ej., puntos de ajuste) o ajustes que se le deben hacer al sistema de fabricación 10. En determinadas modalidades, un usuario puede revisar una velocidad de reacción esencialmente instantánea o una tendencia que se muestra en la pantalla y puede ingresar un valor de velocidad de suministro de catalizador o un ajuste de velocidad de suministro de catalizador deseado. En otro ejemplo, un usuario puede ajustar la temperatura del sistema de reactor 12 o una o más de las velocidades de suministro a través de la interfaz de usuario. Sin embargo, en otras modalidades, al menos algunas de las condiciones de funcionamiento se pueden ajustar automáticamente por el sistema de control 90. Por ejemplo, en determinadas modalidades, el sistema de control 90 puede ajustar automáticamente la velocidad de flujo de catalizador 28 al tanque de mezcla/circulación de catalizador 46, basándose en una concentración medida del catalizador 28 en la solución catalizadora 22.
En determinadas modalidades, se puede utilizar el sistema de control 90 para mantener una temperatura de la solución catalizadora 22 y/o el complejo de catalizador 14 por encima del umbral. El umbral se puede seleccionar para ayudar a impedir la precipitación del catalizador 28 fuera de
la solución catalizadora 22 y/o el complejo de catalizador 14. En determinadas modalidades, el umbral puede ser de entre aproximadamente 40 grados Celsius y aproximadamente 50 grados Celsius. En una modalidad, el umbral puede ser de aproximadamente 45 grados Celsius. Un umbral de temperatura que no se puede superar, como aproximadamente 60 grados Celsius o aproximadamente 65 grados Celsius, se puede seleccionar, basándose en el catalizador especifico 28 utilizado para evitar la degradación del catalizador 28. En una modalidad, el umbral puede ser de entre aproximadamente 40 grados Celsius y aproximadamente 65 grados Celsius. El sensor de temperatura del tanque de mezcla/circulación de catalizador 94 puede indicar una temperatura de la solución catalizadora 22 y el sensor de temperatura del precontactor 98 puede indicar una temperatura del complejo de catalizador 14. Basándose en las señales de entrada 92 recibidas desde los sensores de temperatura 96 y/o 98, el sistema de control 90 puede enviar señales de control 102 al sistema de calentamiento del tanque de mezcla/circulación de catalizador 56 y/o el sistema de calentamiento del precontactor 78 para mantener las temperaturas de la solución .catalizadora 22 y/o el complejo de catalizador 14, respectivamente, por encima del umbral.
En otras modalidades, se puede utilizar el sistema de
control 90 para mantener una concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22 y/o en el complejo de catalizador 14 por encima del umbral. El umbral se puede seleccionar para ayudar a proporcionar una cantidad deseada de catalizador 28 para que llegue al sistema de reactor 12. En determinadas modalidades, el umbral de concentración de catalizador se puede encontrar por encima de aproximadamente el 0,40 por ciento en peso en el disolvente 30. Este umbral de concentración puede ser mayor que la concentración de la solución catalizadora 22 proporcionada por los proveedores fuera del sitio porque los proveedores fuera del sitio pueden estar limitados por problemas de transporte. Por lo tanto, las presentes modalidades pueden permitir la reducción del tamaño del tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 y las tuberías y los equipos asociados con respecto a las operaciones tradicionales. En determinada modalidad, el umbral de concentración de catalizador puede ser de aproximadamente el 0,47 por ciento en peso en el disolvente 30. El sensor de concentración del tanque de mezcla/circulación de catalizador 96 puede proporcionar la señal de entrada 92 al sistema de control 90 que indica la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22. En respuesta a la señal de entrada 92 del sensor de concentración del tanque de mezcla/circulación de catalizador
96, el sistema de control 90 puede transmitir la señal de control 102 a la válvula de control de catalizador 44 y/o la válvula de control de disolvente 50 para mantener la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22 por encima del umbral. Por ejemplo, la señal de control 102 puede abrir la válvula de control de catalizador 44 y/o cerrar la válvula de control de disolvente 50 si la concentración indicada del catalizador 28 en la solución catalizadora 22 se encuentra por debajo del umbral. De forma similar, el sistema de control 90 puede cerrar la válvula de control de catalizador 44 y/o abrir la válvula de control de disolvente 50 si la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22 se encuentra por encima del umbral. De forma similar, el sistema de control 90 se puede utilizar para ajustar uno o más de la bomba de transferencia de solución catalizadora 62, la válvula de control de la solución catalizadora 64 y/o la bomba de cocatalizador 70 para ajustar o mantener la concentración del catalizador 28 en el complejo de catalizador 14 en el precontactor 66. En dichas modalidades, el precontactor 66 puede incluir un sensor de concentración similar al sensor de concentración del tanque de mezcla/circulación de catalizador 96 para proporcionar la señal de entrada 92 al sistema de control 90. Además, el sistema de control 90 puede transmitir señales de
control 102 a la bomba del precontactor 82 para ajustar o mantener una velocidad de flujo del complejo de catalizador 14 al sistema de reactor 12. En otras modalidades, también se puede utilizar el sistema de control 90 para controlar el motor del tanque de mezcla/circulación de catalizador 54 y/o el motor del precontactor 76.
El sensor de concentración 96 que se muestra en la figura 2 puede emplear diversas téenicas, como la espectrofotometria, para determinar la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22. En una modalidad, el sensor de concentración 96 puede ser un analizador fotométrico visible ultravioleta (es decir, un analizador UV-Vis), que puede utilizar la lcy de Beer-Lambert para determinar la concentración del catalizador 28. Específicamente, el analizador UV-Vis puede pasar una longitud de onda de luz a través de la solución catalizadora 22 y medir la absorbancia de la luz a la longitud de onda seleccionada. La absorbancia medida se puede comparar con una curva de calibración para determinar la concentración del catalizador 28. Se puede seleccionar la longitud de onda de luz específica de modo que tenga poca absorción o ninguna por el disolvente 30, reduciendo así los errores en la concentración determinada. Por ende, la absorbancia de luz a la longitud de onda seleccionada puede depender esencialmente
de la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22. Se puede utilizar el analizador UV-Vis de diversos modos, como, por ejemplo, para proporcionar una indicación en linea continua de la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22 y/o el complejo de catalizador 14, analizar lotes de la solución catalizadora 28 y/o el complejo de catalizador 14, entre otros. En determinadas modalidades, la solución catalizadora 22 puede incluir partículas u otra materia particulada que puede afectar el análisis espectrofotométrico. Por lo tanto, en determinadas modalidades, el analizador UV-Vis puede incluir un filtro o un dispositivo similar para retirar partículas y/u otra materia de la solución catalizadora 22. Además, en otras modalidades, una célula de medida del analizador UV-Vis se puede enjuagar de forma regular, p. ej., diariamente, para reducir la acumulación de material que pueda afectar la precisión de la medición. En otras modalidades, se pueden utilizar otras téenicas para determinar la concentración del catalizador 28 en la solución catalizadora 22.
La figura 3 ilustra una modalidad del sistema de preparación de catalizador 40 que se puede emplear en el sistema de fabricación 10 que se muestra en la figura 1. En particular, la figura 3 ilustra un sistema que utiliza dos catalizadores. Por ejemplo, se puede utilizar un primer
tanque de catalizador 120 para almacenar un primer catalizador 122 y se puede utilizar una primera válvula de control de catalizador 124 para controlar el flujo del primer catalizador 122 al tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. El sistema de preparación de catalizador 40 también puede incluir un segundo tanque de catalizador 126 para almacenar un segundo catalizador 128 y se puede utilizar una segunda válvula de control de catalizador 130 para el flujo del segundo catalizador 128 al tanque de mezcla/circulación de catalizador 46. El uso del primer y el segundo catalizador 122 y 128 puede facilitar la producción de partículas de polímeros 20 con determinadas características deseadas en comparación con las partículas de polímeros 20 producidas utilizando un único catalizador. En otros aspectos, el sistema de preparación de catalizador 40 que se muestra en la figura 3 es similar al sistema 40 que se muestra en la figura 2.
La figura 4 ilustra una modalidad del sistema de preparación de catalizador 40 con dos tanques de mezcla/circulación de catalizador. Específicamente, una primera válvula de control de catalizador 136 puede controlar la velocidad de flujo del catalizador 28 a un primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 y una primera válvula de control de disolvente 138 puede controlar la
velocidad de flujo del disolvente 30 al primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140. El primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 puede incluir un primer agitador 142 impulsado por un primer motor 144 y se puede calentar utilizando un primer sistema de calentamiento 146. Además, el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 puede incluir un primer sensor de temperatura 148 y un primer sensor de concentración 149. De forma similar, una segunda válvula de control de catalizador 145 puede controlar la velocidad de flujo del catalizador 28 a un segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150 y una segunda válvula de control de disolvente 147 puede controlar la velocidad de flujo del disolvente 30 al segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150. El segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150 puede incluir un segundo agitador 152 impulsado por un segundo motor 154, un segundo sistema de calentamiento 156, un segundo sensor de temperatura 158 y un segundo sensor de concentración 160. La solución catalizadora 122 del primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 se puede transferir al precontactor 66 a través de una primera tubería de transferencia 162 y la solución catalizadora 22 del segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150 se puede transferir a través de una segunda tubería de transferencia
164. El primer y el segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 y 150 se pueden utilizar como repuestos en linea entre si. Por ejemplo, el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 se puede utilizar para el suministro de la solución catalizadora 22 al precontactor 66 hasta que el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 esté aproximadamente vacio, por debajo de un umbral de nivel mínimo o fuera de funcionamiento de otro modo. En ese punto, el segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150 se puede utilizar para el suministro de la solución catalizadora 22 al precontactor 66 mientras el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 no está disponible. De modo similar, cuando el segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150 está aproximadamente vacío, por debajo de un umbral de nivel mínimo, o fuera de funcionamiento de otro modo, se puede utilizar el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140 para suministrar la solución catalizadora 22 al precontactor 66. En otros aspectos, el sistema de preparación de catalizador 40 que se muestra en la figura 4 es similar al sistema 40 que se muestra en la figura 2.
La figura 5 ilustra una modalidad del sistema de preparación de catalizador 40 que incluye tanques de mezcla y de circulación separados. Específicamente, el sistema de
preparación de catalizador 40 incluye un tanque de mezcla de catalizador 180 que incluye un agitador de mezcla de catalizador 182 impulsado por el motor de mezcla de catalizador 184. El tanque de mezcla de catalizador 180 puede incluir un sistema de calentamiento de mezcla de catalizador 186, un sensor de concentración de mezcla de catalizador 187 y un sensor de temperatura de mezcla de catalizador 188. Se puede utilizar una bomba de mezcla de catalizador 191 para transferir la solución catalizadora 22 del tanque de mezcla de catalizador 180 a un tanque de circulación de catalizador 190 a través de una tubería de transferencia de mezcla de catalizador 189. El tanque de circulación de catalizador 190 puede incluir un agitador de circulación de catalizador 192 impulsado por un motor de circulación de catalizador 194, un sistema de calentamiento de circulación de catalizador 196, un sensor de concentración de circulación de catalizador 197 y un sensor de temperatura de circulación de catalizador 198. Se puede utilizar una tubería de transferencia de circulación de catalizador 200 para transferir la solución catalizadora 22 desde el tanque de circulación de catalizador 190 al precontactor 66. Como se muestra en la figura 5, se puede utilizar el tanque de mezcla de catalizador 180 para preparar la solución catalizadora 22 y se puede utilizar el tanque de circulación de catalizador 190 para suministrar la solución
catalizadora 22 al precontactor 66. Cuando el tanque de circulación de catalizador 190 está aproximadamente vacio o por debajo de un umbral de nivel mínimo, se puede utilizar la solución catalizadora 22 del tanque de mezcla de catalizador 180 para rellenar el tanque de circulación de catalizador 190. Se puede preparar más solución catalizadora 22 en el tanque de catalizador 180 para transferir después al tanque de circulación de catalizador 190. En otros aspectos, el sistema de preparación de catalizador 40 que se muestra en la figura 5 es similar al sistema 40 que se muestra en la figura 2.
La figura 6 ilustra un método 210 para preparar el complejo de catalizador 14. El método 210 puede comenzar mediante la mezcla del catalizador 28 y el disolvente 30 en el tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 para generar la solución catalizadora 22 (bloque 212). Por ejemplo, el sistema de control 90 puede activar el agitador del tanque de mezcla/circulación de catalizador 52 para que mezcle el contenido del tanque de mezcla/circulación de catalizador 46 para generar la solución catalizadora 22. La solución catalizadora 22 también se puede preparar, por ejemplo, en el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140, el segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150 o el tanque de mezcla de catalizador 180. El
método 210 puede continuar mediante el calentamiento de la solución catalizadora 22 para mantener una temperatura de la solución catalizadora 22 por encima de un umbral (bloque 214). Por ejemplo, el sistema de control 90 se puede utilizar para controlar el calor proporcionado a la solución catalizadora 22 a través del sistema de calentamiento del tanque de mezcla/circulación de catalizador 56, basándose en la temperatura medida por el sensor de temperatura del tanque de mezcla/circulación de catalizador 94. En otras modalidades, el sistema de control 90 se puede utilizar para mantener la temperatura de la solución catalizadora 22 por encima del umbral, por ejemplo, en el primer tanque de mezcla/circulación de catalizador 140, el segundo tanque de mezcla/circulación de catalizador 150, el tanque de mezcla de catalizador 180 o el tanque de circulación de catalizador 190. El método 210 puede continuar mediante la mezcla de la solución catalizadora caliente 22 con el cocatalizador 24 y el activador 26 en el precontactor 66 para generar el complejo de catalizador 14 (bloque 216). Por ejemplo, el sistema de control 90 puede utilizar el agitador de precontactor 74 para mezclar el contenido del precontactor 66 para generar el complejo de catalizador 14.
El método 210 puede continuar mediante el calentamiento del complejo de catalizador 14 para mantener una temperatura
por encima de un umbral (bloque 218). Por ejemplo, el sistema de control 90 puede emplear el sistema de calentamiento del precontactor 78 para mantener la temperatura del complejo de catalizador 14 por encima del umbral, según lo determinado por el sensor de temperatura del precontactor 98. El método puede continuar mediante la transferencia del complejo de catalizador caliente 14 al sistema de reactor 12 (bloque 220). En determinadas modalidades, el sistema de control 90 se puede utilizar para controlar la bomba del precontactor 82 para ajustar la velocidad de flujo del complejo de catalizador al sistema de reactor 12, según lo medido por el sensor de flujo del complejo de catalizador 100.
DESCRIPCIÓN ADICIONAL
Se han descrito sistemas y métodos para la preparación del catalizador. Las siguientes cláusulas se presentan como una descripción adicional de la divulgación.
Modalidad 1. Un sistema que comprende: un agitador dispuesto dentro de un tanque de catalizador de polimerización y configurado para mezclar o disolver al menos una parte o la totalidad de un catalizador de polimerización y un disolvente para generar una solución catalizadora de polimerización; un sistema de calentamiento acoplado al tanque de catalizador de polimerización y configurado para
mantener una temperatura de la solución catalizadora de polimerización por encima de un umbral; un precontactor configurado para recibir corrientes de suministro que comprenden un activador y la solución catalizadora de polimerización del tanque de catalizador de polimerización para generar un complejo de catalizador; y una tubería de transferencia configurada para transferir el complejo de catalizador de una salida del precontactor al reactor.
Modalidad 2. El sistema de la modalidad 1 caracterizado por que el precontactor comprende: un segundo agitador dispuesto dentro del precontactor y configurado para mezclar el activador y la solución catalizadora de polimerización; y un segundo sistema de calentamiento acoplado al precontactor y configurado para mantener una temperatura del complejo de catalizador por encima de un segundo umbral.
Modalidad 3. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende el reactor configurado para polimerizar el monómero en sólidos de polímero en presencia del complejo de catalizador.
Modalidad 4. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende diversos reactores configurados para polimerizar el monómero en sólidos de polímero en presencia del complejo de catalizador.
Modalidad 5. El sistema definido en cualquiera de las
modalidades anteriores caracterizado por que los diversos reactores funcionan en una configuración en serie o en una configuración en paralelo.
Modalidad 6. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el catalizador de polimerización comprende un catalizador de metaloceno.
Modalidad 7. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el disolvente comprende un comonómero.
Modalidad 8. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el comonómero comprende 1-hexeno.
Modalidad 9. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que las corrientes de suministro comprenden un cocatalizador.
Modalidad 10. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el cocatalizador comprende triisobutilaluminio, trietilaluminio o cualquier combinación de estos.
Modalidad 11. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el activador comprende un súper ácido sólido.
Modalidad 12. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el sistema de
calentamiento se configura para calentar una segunda tubería de transferencia configurada para transferir la solución catalizadora de polimerización desde el tanque de catalizador de polimerización al precontactor.
Modalidad 13. El sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende un sensor configurado para proporcionar una indicación de una concentración del catalizador de polimerización en la solución catalizadora de polimerización.
Modalidad 14. Un método que comprende: realizar una solución catalizadora de polimerización mediante la disolución de un catalizador de polimerización con uno o más disolventes en un tanque de catalizador de polimerización caliente; realizar un complejo de catalizador de polimerización mediante la combinación de al menos una parte de la solución catalizadora de polimerización con un activador en un precontactor; y transferir el complejo de catalizador de polimerización del precontactor a un reactor.
Modalidad 15. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende combinar un cocatalizador con la solución catalizadora de polimerización y el activador en el precontactor.
Modalidad 16. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende
calentar el complejo de catalizador de polimerización en el precontactor.
Modalidad 17. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende mantener la solución catalizadora de polimerización en el tanque de catalizador de polimerización a una temperatura de entre aproximadamente 40 grados Celsius y 50 grados Celsius.
Modalidad 18. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende polimerizar un monómero en presencia del complejo de catalizador para producir sólidos de polímero en el reactor.
Modalidad 19. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende medir una concentración del catalizador de polimerización en la solución catalizadora de polimerización utilizando un analizador fotométrico visible ultravioleta.
Modalidad 20. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende mantener la concentración del catalizador de polimerización en la solución catalizadora de polimerización por encima de aproximadamente el 0,40 por ciento en peso en el disolvente.
Modalidad 21. Un sistema que comprende: uno o más controladores de automatización configurados para: recibir una primera entrada que indica una demanda de un catalizador
de metaloceno en un tanque de catalizador de metaloceno; activar una primera salida para suministrar el catalizador de metaloceno al tanque de catalizador de metaloceno, de modo que el catalizador de metaloceno y una mezcla de disolvente en el tanque de catalizador de metaloceno formen una solución catalizadora de metaloceno; recibir una segunda entrada que indica una demanda de la solución catalizadora de metaloceno en un precontactor; y activar una segunda salida para suministrar la solución catalizadora de metaloceno al precontactor; de modo que la solución catalizadora de metaloceno y una mezcla de activador en el precontactor formen un complejo de catalizador de metaloceno.
Modalidad 22. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el o los controladores de automatización se configuran para: recibir una tercera entrada que indica una demanda del complejo de catalizador de metaloceno en un reactor; y activar una tercera salida para suministrar el complejo de catalizador de metaloceno al reactor.
Modalidad 23. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que la primera y la segunda salida comprenden un actuador de válvula de control, un actuador de bomba o una combinación de estos .
Modalidad 24. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que la segunda entrada comprende una concentración del catalizador de metaloceno en el tanque de catalizador de metaloceno.
Modalidad 25. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende un sensor configurado para generar la segunda entrada, en donde el sensor comprende un analizador fotométrico visible ultravioleta.
Modalidad 26. El método o sistema definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el o los controladores de automatización se configuran para: recibir una cuarta entrada que indica una temperatura de la solución catalizadora de metaloceno en el tanque de catalizador de metaloceno; y activar una cuarta salida para suministrar calor al tanque de catalizador de metaloceno.
Modalidad 27. Un complejo de catalizador que comprende: una solución catalizadora de metaloceno, que comprende una mezcla de un catalizador de metaloceno y un disolvente, en donde una concentración del catalizador de metaloceno en la solución catalizadora de metaloceno es mayor que aproximadamente el 0,40 por ciento en peso en el disolvente; y un activador.
Modalidad 28. El método, sistema o el complejo de catalizador definido en cualquiera de las modalidades anteriores, caracterizado por que el disolvente comprende un comonómero, 1-hexeno, ciclohexano, heptano, un alqueno, un alcano, un cicloalqueno, un cicloalcano o una combinación de estos.
Modalidad 29. El método, sistema o el complejo de catalizador definido en cualquiera de las modalidades anteriores que comprende un cocatalizador.
Modalidad 30. El método, sistema o complejo de catalizador definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el cocatalizador comprende triisobutilaluminio, trietilaluminio o cualquier combinación de estos.
Modalidad 31. El método, sistema o complejo de catalizador definido en cualquiera de las modalidades anteriores caracterizado por que el activador comprende un súper ácido sólido.
Aunque la presente descripción puede ser susceptible de tener varias modificaciones y formas alternativas, se han mostrado modalidades específicas en los dibujos y las tablas a modo de ejemplo y se han descrito más detalladamente en la presente. Sin embargo, se debe entender que las modalidades no se limitan a las formas específicas descritas. Por el
contrario, la descripción es para cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que caen dentro del espíritu y el alcance de la descripción tal como se define en las siguientes reivindicaciones adjuntas. Además, aunque las modalidades individuales se plantean arriba, la descripción cubre todas las combinaciones de estas modalidades.
Claims (15)
1. Un sistema que comprende: un agitador dispuesto dentro de un tanque de catalizador de polimerización y configurado para mezclar o disolver al menos una parte o la totalidad de un catalizador de polimerización y un disolvente para generar una solución catalizadora de polimerización; un sistema de calentamiento acoplado al tanque de catalizador de polimerización y configurado para mantener una temperatura de la solución catalizadora de polimerización por encima de un umbral; un precontactor configurado para recibir corrientes de suministro que comprenden un activador y la solución catalizadora de polimerización del tanque de catalizador de polimerización para generar un complejo de catalizador; y una tubería de transferencia configurada para transferir el complejo de catalizador de una salida del precontactor a un reactor.
2. El sistema de la reivindicación 1 caracterizado por que el precontactor comprende: un segundo agitador dispuesto dentro del precontactor y configurado para mezclar el activador y la solución catalizadora de polimerización; y un segundo sistema de calentamiento acoplado al precontactor y configurado para mantener una temperatura del complejo de catalizador por encima de un segundo umbral.
3. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende el reactor configurado para polimerizar el monómero en sólidos de polímero en presencia del complejo de catalizador.
4. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende diversos reactores configurados para polimerizar el monómero en sólidos de polímero en presencia del complejo de catalizador.
5. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que los diversos reactores funcionan en una configuración en serie o en una configuración en paralelo.
6. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el catalizador de polimerización comprende un catalizador de metaloceno.
7. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el disolvente comprende un comonómero.
8. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el comonómero comprende 1-hexeno.
9. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que las corrientes de suministro comprenden un cocatalizador.
10. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el cocatalizador comprende triisobutilaluminio, trietilaluminio o cualquier combinación de estos.
11. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el activador comprende un súper ácido sólido.
12. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el sistema de calentamiento se configura para calentar una segunda tubería de transferencia configurada para transferir la solución catalizadora de polimerización desde el tanque de catalizador de polimerización al precontactor.
13. El sistema definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un sensor configurado para proporcionar una indicación de una concentración del catalizador de polimerización en la solución catalizadora de polimerización.
14. Un complejo de catalizador que comprende: una solución catalizadora de metaloceno, que comprende una mezcla de un catalizador de metaloceno y un disolvente, en donde una concentración del catalizador de metaloceno en la solución catalizadora de metaloceno es mayor que aproximadamente el 0,40 por ciento en peso en el disolvente; y un activador.
15. El sistema, o el complejo de catalizador definido en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el disolvente comprende un comonómero, 1-hexeno, ciclohexano, heptano, un alqueno, un alcano, un cicloalqueno, un cicloalcano o una combinación de estos.
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