ES2200807T3 - Dispositivo y procedimiento para el tratamiento plastico. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para cristalizar por lo menos en dos etapas material plástico, en particular polietilenotereftalato, con un espacio de tratamiento (12) para la recepción del material plástico en una pieza o en forma de pelets que se puede alimentar a través de una apertura de rellenado (14) con el material plástico y se puede vaciar a través de una apertura de vaciado (19), un dispositivo de alimentación (15) para un gas de tratamiento a lo largo de una zona del suelo (16) del espacio de tratamiento (12) y por lo menos una pared intermedia (13) prevista en el espacio de tratamiento (12) para la división del espacio de tratamiento (12) en por lo menos dos compartimientos (12¿, 12¿¿), los cuales están unidos entre ellos a través de un espacio libre (18) para transportar el material plástico desde un compartimiento (12¿, 12¿¿) al otro, de modo que el material plástico recorre desde la apertura de rellenado (14) hasta la apertura de vaciado (19) un recorrido (21) predeterminado que se extiendefundamentalmente verticalmente, caracterizado porque ambos compartimientos (12¿, 12¿¿) están previstos en una carcasa (11) común con simetría de rotación con un eje de rotación A, y porque los compartimientos (12¿, 12¿¿) determinan sectores en una sección transversal cualquiera perpendicular al eje A, en donde se prevé, por lo menos, un espacio libre (18) en la parte inferior de la pared intermedia (13) correspondiente y una apertura de vaciado (19) en la parte superior del siguiente compartimiento (12¿¿).

Description

Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de material plástico.

La invención trata de un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1, así como de un procedimiento con las características del preámbulo de la reivindicación 7.

Un procedimiento de este tipo se ha hecho conocido, por ejemplo, a partir del documento EP-A-0 712 703. Cuando se lleva a cabo un procedimiento de este tipo en la práctica, el producto final muestra ciertas carencias no despreciables:

-

el producto está hidrolizado, es decir, parcialmente descompuesto, y debido a esto es de una calidad insuficiente;

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en el producto final está contenida una parte de polvo relativamente alta, lo cual significa, por un lado, una pérdida de material, y por otro lado significa mayores costes por unidad de peso del producto final;

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el grado de cristalización del producto final es bastante diferente y la parte amorfa es relativamente alta.

Un procedimiento similar también se conoce a partir del documento WO 94/01484, en donde en la etapa de tratamiento de la cristalización se trabaja con una temperatura de cristalización de menos de 145ºC. En este procedimiento, el tiempo de tratamiento se elige suficientemente largo (aproximadamente de 0,5 a 1 hora), ajustado a la velocidad de cristalización, que en este caso es más lenta.

El documento US-A-5,516,880 describe un sistema para la polimerización en fase sólida de polímeros, en la que se introduce un polímero amorfo frío en un cristalizador y se calienta para cristalizar el polímero. El polímero cristalizado se transporta entonces a un reactor en el que tiene lugar la polimerización del polímero. El producto polimerizado caliente del reactor se conduce entonces a un refrigerador de lecho fluidizado para la refrigeración del producto polimerizado. El refrigerador de lecho fluidizado está diseñado de tal manera que el producto polimerizado que se ha de refrigerar discurre por el refrigerador a lo largo de un camino horizontal en zig-zag, conduciéndose a través de un suelo agujereado desde abajo un gas refrigerante a través del material polimerizado que avanza horizontalmente.

La invención se basa en el objetivo de conseguir un producto, por ejemplo granulado de botellas hechas de PET o material de poliéster para tejidos cord para neumáticos de cord, etc., de mejor calidad con una menor proporción de polvo y una mejor cristalinidad. Esto se consigue según la invención a través de las características de la reivindicación 1 o bien de la reivindicación 7.

El punto de partida de la invención es el conocimiento de que hasta ahora se ha elegido el parámetro de producción sin prestar mucha atención, orientándose únicamente a una rápida producción.

Por ejemplo, se ha descubierto que un calentamiento más lento en la cristalización con temperaturas más bajas permite una producción más cuidadosa y económica, en donde, dado el caso, es posible emplear incluso aire como medio de tratamiento en lugar del nitrógeno empleado sino normalmente.

Adicionalmente, se ha puesto de manifiesto que las temperaturas del gas relativamente altas usadas hasta ahora de más de 195ºC, no sólo llevan a una descomposición del producto, y con ello empeoran su calidad, sino que también llevan a mayores pérdidas de calor en los conjuntos de aparatos empleados hasta el momento. Por ejemplo, se conoce del documento US-A-5,119,570 el hecho de llevar a cabo la precristalización y la cristalización en aparatos especiales. Sin embargo, estos aparatos especiales también significan una relación de superficie relativamente alta: un volumen que favorece las pérdidas de calor. En el documento EP-A- mencionado anteriormente, la precristalización y la cristalización se llevan a cabo ciertamente en un dispositivo común, lo cual, sin embargo, tampoco lleva a una optimización.

Partiendo de estos conocimientos, se desarrollaron las características de la reivindicación 1, las cuales comportan un modo de construcción compacto y barato con pérdidas de calor minimizadas al mismo tiempo, en donde la reducida magnitud de las pérdidas de calor también lleva a poder mantener bajo control de un mejor modo las condiciones de la cristalización, de modo que no se esté obligado por esta circunstancia a aplicar altas temperaturas de tratamiento. Las ventajas, sin embargo, residen especialmente en el hecho de que el caudal de gas para los compartimientos a partir de una única fuente de gas puede ser menor que hasta ahora, y que la instalación en su conjunto produce una altura de construcción menor, lo cual lleva a un ahorro de espacio y de costes. Ciertamente, se conoce un cristalizador con una carcasa con simetría de rotación del documento CH-A-665 473, si bien éste no está conformado ni indicado para la realización de una precristalización y una cristalización, es decir, requiere un dispositivo adicional para un paso de cristalización especial.

Mientras que el recorrido del material plástico que discurre a través del dispositivo discurre en el mencionado documento EP-A- de tal manera que se ha de trabajar con un elevado caudal de aire para generar un lecho efervescente que lance a cada uno de los materiales sobre un espacio libre por encima de una pared intermedia en cada uno de los siguientes compartimientos, según la reivindicación 1 también se prevé que el recorrido esté conformado aproximadamente en forma de meandros a través de la disposición de espacio libre o espacios libres y aperturas de vaciado, cada una de ellas a diferentes niveles en la sección longitudinal a través del espacio de tratamiento. Mientras que, así pues, el conocido lanzamiento por encima lleva a tiempos de espera muy diferentes de cada una de las partes de los materiales, el tiempo de espera se controla de un mejor modo a través de la medida conforme a la invención, habiéndose mostrado que con ello es posible conseguir un grado de cristalización excelente con proporciones amorfas despreciables. Por el contrario, en el caso de un guiado del recorrido con forma de meandros, el caudal de aire que fluye puede ser reducido, en donde en el caso de espacios libre o aperturas dispuestas en la parte del suelo también se produce el hecho de que en un lecho fluidizado también se produce una cierta división del material tratado según su densidad, estando el material específicamente más pesado en la región del fondo. Si ahora además las diferencias de densidad entre el material amorfo y cristalizado en el lecho fluidificado no son muy altas, entonces también juega un cierto papel el hecho de que el material específicamente más pesado de la parte del suelo ya esté cristalizado en una proporción mayor que el que se agita más arriba, de modo que a partir de los espacios libres inferiores se suministre fundamentalmente el material con un cierto progreso de cristalización al siguiente compartimiento (o a la apertura de vaciado).

El procedimiento conforme a la invención comienza - conforme a los conocimientos comentados más arriba - con temperaturas de tratamiento relativamente bajas que cuidan del material. Si bien esto requiere al principio un tiempo mayor, proporciona los requisitos para un material de mejor calidad, en donde el tiempo que en este caso se ha perdido, comparado con el estado de la técnica, se compensa totalmente con la menor duración siguiente de tratamiento en el precalentado o bien en la precondensación. También se prefiere la conformación como lecho fluidificado, de modo que los órganos agitadores, los cuales, como se ha mostrado, llevan a altas pérdidas a través de un fuerte desarrollo de polvo, son superfluos dentro del espacio de tratamiento (compárese con los documentos US-A- 4,064,112 y 4,161,578). En este caso hay que indicar que la división en dos partes de la condensación en una precondensación y una postcondensación como diferentes condiciones de tratamiento ya ha sido sugerida en el documento US-A-3,756,990 y también aquí se representa el modo de realización preferido para el procedimiento conforme a la invención. Éste se corresponde también con una temperatura final del material de al menos 185ºC, preferentemente, sin embargo, de por lo menos 200ºC, y en especial de aproximadamente 220ºC.

En el estado de la técnica según el documento EP-A-0 712 703, se ha criticado anteriormente, entre otras cosas, la inhomogeneidad de la calidad del producto final. El estado de la técnica ha reconocido claramente la carencia del aparato de cristalización empleado con la distribución aleatoria del tiempo de espera, y ha previsto para el siguiente calentamiento un recipiente provisto de órganos rotatorios de circulación. Sin embargo, por naturaleza, tal y como se ha descubierto, son precisamente estos órganos rotatorios los responsables de la generación de una proporción en exceso de polvo. Por esta razón, también con vistas a un tratamiento del material más cuidadoso y más controlado, la invención va por otro camino, llevando para ello al material cristalizado a la forma de una corriente de producto a granel de sección cuadrilátera, en particular rectangular, en una distribución fundamentalmente homogénea por toda la sección transversal, y haciendo pasar el gas de tratamiento a través de cada una de las caras de la sección cuadrilátera. Esto significa que a través de esta forma de sección transversal reinan a lo largo de toda la parte de entrada de la corriente las mismas condiciones para el gas, a lo que contribuye la densidad de distribución fundamentalmente homogénea. Esto todavía puede ser mejorado si la relación de las caras del rectángulo de la sección transversal de la corriente de producto a granel es de, aproximadamente, 1:2 a 1:15, preferentemente en un intervalo de 1:3 a 1:10, estando el gas de tratamiento conducido por cada una de las mayores caras del cuadrilátero a través de la corriente de producto a granel. Con ello, el procedimiento conforme a la invención se diferencia de todos aquellos en los que a lo largo de la sección transversal hay diferentes grosores de la corriente de producto a granel y/o diferentes relaciones de la corriente de gas a lo largo de la sección transversal.

La precristalización y la cristalización requieren para un tratamiento cuidadoso, convenientemente, un espacio de tiempo de 10 a 80 minutos, preferentemente 15 a 40 minutos, en particular de aproximadamente 20 a 30 minutos. Se ha hablado anteriormente de que el calentamiento posterior se conforma entonces, conforme a la invención, de un modo más eficiente a través de la reducción de este paso del procedimiento. Esto se realiza, según la presente invención, preferentemente de manera que el calentamiento que sigue a la cristalización, incluyendo la precondensación, se lleva a cabo en un espacio de tiempo de 60 a 120 minutos, en particular de aproximadamente 90 minutos.

Otras particularidades de la invención se derivan a partir de un ejemplo de realización preferido, representado esquemáticamente en el dibujo. Se muestra:

Fig. 1 un esquema de operaciones del procedimiento conforme a la invención;

Fig. 2 una sección longitudinal a través de un ejemplo de realización de un cristalizador conforme a la invención para precristalización y postcristalización;

Fig. 3 una sección transversal a lo largo de la línea III-III de la figura 2;

Fig. 4 un dibujo esquemático con una sección longitudinal a través de un dispositivo preferido para la aplicación en el procedimiento conforme a la invención para el precalentamiento y la condensación, así como la refrigeración, el cual, en la

Fig. 5 queda ilustrado por una sección transversal según la línea V-V de la figura 4.

Según la figura 1, se fabrica en una etapa preliminar 1 del procedimiento conforme a la invención, un granulado de plástico amorfo, en particular polietilenotereftalato, es decir, fundamentalmente se extrusiona y se corta en pelets. El material plástico amorfo fabricado de esta manera va a parar en la primera etapa del procedimiento conforme a la invención a un cristalizador 2, el cual comprende adecuadamente una precristalización y una postcristalización, tal y como es el estado de la técnica en sí, que sin embargo se explicará más abajo a partir de una forma de realización conforme a la invención en las figuras 2 y 3.

El material plástico llega a la etapa 2 aproximadamente con la temperatura ambiente. Dentro de la etapa 2 se lleva a cabo un tratamiento de gas con gas inerte caliente, como nitrógeno, que es introducido en una entrada de gas 2' con una temperatura relativamente baja (comparada con el estado de la técnica) de por ejemplo 165ºC a 185ºC, por ejemplo de 170ºC a 180ºC, para conseguir un tratamiento cuidadoso del material plástico. El tiempo de espera en el cristalizador 2 se prefiere escoger, según esto, algo mayor de lo que se ha sugerido en el estado de la técnica, en concreto de 10 a 80 minutos, preferentemente 20 a 40 minutos, en particular de aproximadamente 30 minutos. A través de la temperatura relativamente baja y el tiempo de espera relativamente elevado se alcanza un tratamiento uniforme y cuidadoso, y se ha mostrado que con este procedimiento se puede alcanzar una cristalización del material prácticamente completa. Los experimentos han mostrado que el material plástico que sale de la etapa 2 ha quedado amorfo como máximo un 1%, si bien en general menos. Después de esto, el material plástico ha adquirido una temperatura final de aproximadamente 135ºC a 180ºC, y abandona de esta manera la etapa 2.

El material calentado de esta manera a un máximo de 180ºC ha de seguir siendo calentado ahora para desencadenar una reacción de condensación. A tal fin puede estar previsto de un modo adecuado un precalentador 3 que esté a continuación del auténtico reactor 4. Ambas etapas están unidas entre ellas con vistas al circuito de gas 5 (por ejemplo nitrógeno), estando conectada entre ellas una etapa de purificación de gas 6, antes de que el gas que ya ha pasado una vez por el circuito 5 vuelva a ser suministrado al precalentador 3.

Las dos etapas del procedimiento de condensación aquí mostradas son habituales y adecuadas, si bien no se requieren necesariamente. El esquema mostrado en la figura 1 refleja en realidad únicamente el hecho de que se prevén adecuadamente dos dispositivos 3 y 4 conectados uno a continuación del otro. En la práctica, sin embargo, el precalentamiento para el calentamiento del material plástico a aproximadamente 180ºC (en caso de que el material entre con una temperatura menor) puede ser llevado a cabo de modo especial en un dispositivo de calentamiento y, a continuación, la condensación puede ser realizada en uno o varios pasos. Por razones de eficiencia es más barato, sin embargo, si el precalentamiento y la precondensación, dado el caso también la condensación, se reúnen en un dispositivo. Por ejemplo se podría pensar el reunir el precalentador o bien el precondensador y el condensador (reactor) en un único dispositivo, siendo entonces adecuado el prever varias entradas y salidas de gas a diferentes alturas del reactor vertical, para así dividirlo en zonas individuales con diferentes temperaturas de gas y/o cantidades y/o velocidades.

Mientras que el reactor 4 estará conformado de modo convencional como un reactor de lecho móvil o de lecho estacionario con un tubo, a través del cual el material plástico fluye con una velocidad controlada, se describirá posteriormente una forma de realización preferida del precalentador 3 a partir de las figuras 4 y 5. Cuando se habla de una "velocidad controlada" dentro del reactor 4, ésta se puede conseguir a través del montaje de piezas alargadas montadas ulteriormente en forma de tejado, que se extienden de modo transversal al eje longitudinal, las cuales, por un lado, tienen un efecto de frenado sobre el material y de este modo evitan un flujo demasiado rápido, y por otro lado, a través de la forma de tejado que se transforma en punta hacia arriba, favorecen una separación de cada una de las partículas las unas de las otras, las cuales de por sí pueden tender a pegarse.

Si bien el calentador 3 puede estar construido en una etapa, éste presenta preferentemente por lo menos dos etapas, dado el caso hasta ocho, aumentando la temperatura del gas convenientemente de etapa en etapa. Al final del precalentador 3 se produce, dependiendo de la conformación, una temperatura del material de 190 a 235ºC, siendo lo normal, en el ejemplo de realización representado con las dos etapas 3 y 4, una temperatura del material de aproximadamente 220ºC.

A continuación, la reacción se debería abortar lo más rápido posible, para lo cual a continuación se conecta un refrigerador 7, del cual sale entonces el material PET postcondensado. Del mismo modo también podría ser poliolefina, PEN o PA. Cuando se realiza una refrigeración previa ya al final del reactor 4, de modo que el material plástico salga con una temperatura que está claramente por debajo de 185ºC, por ejemplo con aproximadamente 160ºC, entonces ya no será necesario para el refrigerador 7 el usar gas inerte, y puede ser refrigerado con aire.

En la figura 2 está representado un cristalizador 10 conforme a la invención que presenta un espacio de tratamiento 12 con simetría de rotación, en particular cilíndrico (compárese con la figura 3) rodeado por paredes 11 para la recepción del material plástico que viene de la etapa 1 (figura 1) en una pieza o en forma de bolitas. Este espacio de tratamiento 12 está dividido para un dominio controlado de la precristalización con un secado externo de las bolitas y cristalización en por lo menos dos compartimientos de tratamiento 12' y 12''. Esta subdivisión se lleva a cabo a través de una pared intermedia 13. La figura 3 pone de manifiesto que esta subdivisión discurre aproximadamente en forma de sectores, tomando el primer compartimiento de tratamiento 12' por lo menos aproximadamente un 50% de la superficie de la sección transversal, si bien preferentemente toma de 2/3 a 3/4 de la sección transversal. Por el contrario, el compartimiento 12'' toma el resto del espacio disponible. Sin embargo, una subdivisión se podría llevar a cabo en sí también a través de - en planta o en sección según la figura 3 - paredes de subdivisión radiales alrededor del eje longitudinal A del aparato de cristalización 10. Cuando en el ejemplo de realización representado también sólo están representados dos compartimientos 12', 12'', entonces también se podrían prever si se deseara más de dos compartimientos a través de por lo menos una pared intermedia adicional.

La conformación con simetría de revolución garantiza una alta relación volumen / superficie, de modo que, por un lado, las pérdidas de calor son pequeñas, y por otro lado, se garantiza una temperatura homogénea en el espacio de tratamiento 12 de un modo más sencillo. El espacio de tratamiento 12 se puede alimentar por lo menos a través de una apertura de rellenado 14 con el material plástico. Dentro de la apertura de rellenado se puede prever un rotor R convencional para la distribución del material plástico en la entrada en el espacio de tratamiento a través de un suelo superior 16'. Debajo, debido al volumen relativamente grande del compartimiento 12' o también por razones de espacio, la pared 13 está provista adecuadamente de una sección de rechazo 13' en forma de embudo, la cual también le confiere una alta rigidez. Así pues, a través de la sección 13' se desliza el material plástico de modo oblicuo hacia abajo (en la figura 2 hacia la izquierda), y va a parar de esta manera al primer compartimiento de precristalización 12'.

A través del espacio de tratamiento 12, pasa un gas de tratamiento caliente e inerte, como por ejemplo nitrógeno, en aras de lo cual está previsto un apoyo de la entrada de gas 15. El gas fluye entonces según la flecha 17 hacia arriba y a través de un suelo perforado 16. Sin embargo, se entiende que en el marco de la invención es perfectamente posible el prever por lo menos dos entradas de gas 15 de tal manera que una de ellas lleve el gas únicamente al compartimiento 12', y la otra sólo al compartimiento 12'', en donde a través de un suministro separado de gas de este tipo se hace posible, dado el caso, el tratar en ambos compartimientos 12 y 12'' el material plástico con diferentes cantidades de gas y/o velocidades y/o temperaturas. Por ejemplo podría ser ventajoso el prever en el compartimiento 12' una mayor velocidad de gas, para así alcanzar un rápido secado superficial de los pelets de plástico, mientras que en el compartimiento 12'' quizás esté prevista una menor velocidad, si bien una mayor temperatura del gas de tratamiento.

A través del hecho de que, por un lado, se prevé una velocidad de flujo del gas relativamente alta y que, por el otro lado, el espacio de tratamiento 12 se amplia hacia arriba tanto a través de la sección en forma de embudo 13' como también a través de un agrandamiento del diámetro de la pared exterior 11 en una sección superior 11', se dan las condiciones para un denominado lecho efervescente, en el que el material plástico está muy fluidizado. Gracias a ello, los pelets son lavados por gas desde todos los lados y son secados superficialmente. Los pelets amorfos son algo más ligeros que los completamente cristalizados y, aunque la diferencia no es muy grande, contribuye a llevar a cabo una selección del material que todavía es amorfo y del material parcialmente cristalizado si se elige el paso del compartimiento 12' al compartimiento 12'' en la parte inferior de la pared intermedia 13, donde está representado un paso 18. Se entiende que, por ejemplo, puede ser ventajoso el que la pared intermedia 13 esté unida con el suelo 16 a través de nervios que sobresalen hacia abajo y que esté apoyada sobre éste, de modo que se conforme una serie de espacios libres 18 de este tipo.

La altura del paso viene dada por el volumen total del espacio de tratamiento 12, el grado de llenado del mismo y el tipo del material que se ha de tratar. Por ello, dentro del marco de la invención es perfectamente posible prever un dispositivo de regulación para la altura de este espacio libre 18, por ejemplo un pasador que puede tener por ejemplo forma de ranura y que puede limitar el extremo inferior de la pared intermedia 13. Dado el caso, la pared 13 se asegura en su posición vertical a través de radios radiales (no representados), en particular en la parte superior del espacio de tratamiento, si bien dado el caso también en la parte inferior. En general se ha mostrado, sin embargo, que no se necesita un dispositivo de regulación para la altura del espacio libre 18 y que ésta puede ser escogida de modo que no se modifique.

De este modo, se ha puesto de manifiesto como perfectamente adecuada una altura de la ranura para el espacio libre 18 de 3 a 8 cm, en particular alrededor de 5 cm.

En caso de que el cristalizador 10 haya de poder ser operado de un modo continuo, tal y como se prefiere, entonces se ha de prever una apertura de vaciado 19 que esté siempre abierta, que según la figura 2 está prevista en la parte superior del compartimiento de cristalización 12'' en la región final del tubo de vaciado 20, la cual lleva al material hacia fuera en su extremo inferior. El hecho de que el espacio libre 18 esté bajo la pared intermedia 13, si bien la apertura de vaciado está arriba, produce un recorrido aproximadamente en forma de meandros o de tipo de retroceso según la flecha 21, a través del cual el material plástico ha de circular para ir a parar desde la apertura de rellenado 14 hasta la apertura de vaciado 19. Esto, por un lado, prolonga el tiempo de espera en los compartimientos, sin embargo, por otro lado, previene un "cortocircuito", que se habría producido si el material hubiera podido pasar desde el espacio libre 18 directamente a una apertura de vaciado dispuesta debajo. Puesto que ya en el compartimiento 12' (precristalización) la proporción en peso de material amorfo ha caído por debajo de la mitad, ahora ya sólo es necesario un tratamiento relativamente corto en el segundo compartimiento 12'' (postcristalización) para conseguir casi un 100% en la proporción de cristal, razón por la cual este compartimiento 12'' puede estar conformado de un modo pequeño en proporción. Sin embargo, un recorrido según la flecha 21 también puede ser entonces adecuado cuando se prevea más de una pared intermedia 13, en cuyo caso el material, después del movimiento hacia arriba en el compartimiento 12'', podría realizar de nuevo en un tercer compartimiento un movimiento hacia abajo y de este modo la apertura de vaciado estaría dispuesta convenientemente en la región del suelo.

A partir de la figura 3 se pueden ver algunas relaciones geométricas de la construcción del cristalizador 10. La entrada de gas 15 y el agujero de hombre 22 situado enfrente producen en la vista en planta un eje transversal T en el que también se encuentra representado a trazos y puntos la salida de gas 23 (en la figura 2 por encima del plano de corte III-III). Para conseguir con un agujero de hombre 22 acceso a ambos compartimientos 12' y 12'', el compartimiento 12'' está desplazado respecto al eje transversal T a través del agujero de hombre 22 en un ángulo predeterminado \alpha, que puede ser de 30º a 60º, si bien fundamentalmente no es crítico; 30º se han impuesto, por ejemplo, puesto que, de este modo, se puede conseguir una disposición geométrica en la que la sección inferior 13'' de la pared intermedia 13 en la figura 3 pase a estar situada aproximadamente en la región intermedia del agujero de hombre 22. Puesto que en el compartimiento 12'' se ha de alcanzar el estado final deseado del material plástico, está asignado a éste preferentemente por lo menos un dispositivo de supervisión, por ejemplo un espectrómetro que "mira" en el compartimiento 12'', que a partir del espectrograma determinado reconoce el estado de cristalización del plástico. Sin embargo, un dispositivo de supervisión de este tipo puede estar realizado por lo menos en la forma de una mirilla 24. Sin embargo, un dispositivo de supervisión de este tipo puede estar, por supuesto, previsto ya en el compartimiento anterior, en caso de que se desee.

A continuación del cristalizador (etapa 2 de la figura 1), el material plástico va a parar, según el esquema de la figura 1, a un precalentador 3, el cual se puede ver en las figuras 4 y 5 en su configuración constructiva preferida. La flecha 10' en la figura 4 indica que en esa posición, el material que viene del cristalizador 10 entra en la apertura de rellenado de una cuba 31 del precalentador (precondensador) 30. La cuba 31 está dentro de una pared 30' exterior, aproximadamente en forma de círculo, de sección transversal cuadrada, tal y como se puede ver especialmente a partir de la figura 3. La relación de lados entre el largo L y el ancho B es de, por ejemplo, aproximadamente de 1:3 a 1:10, preferentemente de 1:5 a 1:8, en particular alrededor de 1:6. La cuba 31 está limitada a ambos lados a través de chapas perforadas, cribas o similares 32. Gracias a ello se consiguen a lo largo de toda la longitud L relaciones de corriente uniformes y requisitos de tratamiento, a lo que hay que añadir que la disposición vertical de la cuba 31 lleva a una densidad uniforme del material a lo largo de toda la sección transversal de la cuba.

Como se puede ver, el aparato 30 denominado generalmente como intercambiador de calor está dividido en varias etapas que poseen diferentes funciones. Cuando, por ejemplo, sólo se usa N_{2} como gas inerte para el tratamiento, entonces éste puede entrar con una temperatura relativamente baja en 33, para así volver a llevar al producto tratado de nuevo a una temperatura menor a un compartimiento 34 cerrado a través de una pared superior 35, o bien para expulsar a las uniones transitorias que han sido liberadas en uno de los compartimientos superiores.

Después de que el nitrógeno ha fluido en el compartimiento 34 a través de las paredes de criba 32 de la cuba 31, abandona éste este compartimiento refrigerante 34 y, a continuación, es llevado a una mayor temperatura con un dispositivo de calentamiento E. En este caso, se consigue una temperatura, por ejemplo de por lo menos 185ºC, que sirve como temperatura de parada para la precondensación en un compartimiento 36. También aquí fluye el gas en zig-zag de nuevo a través de la cuba 31, es decir, en la dirección contraria al flujo del compartimiento 34 situado debajo, para a continuación, a su vez, seguir siendo calentado en un dispositivo de calentamiento E y pasar por un compartimiento de precondensación 37, en donde el material plástico, por ejemplo, se trata con una temperatura de gas de entre 200ºC y 240ºC, dado el caso, sin embargo, también de hasta 260ºC. La dirección del flujo en este compartimiento 37 está a su vez contrapuesta a la del compartimiento contiguo 36. En el compartimiento superior 38 se alcanza entonces, después de volver a calentar, dado el caso, la máxima temperatura para el precalentamiento del material plástico que todavía está a una menor temperatura. Esto, sin embargo, no se requiere necesariamente, ya que también se puede escoger la variación de la temperatura de tal manera que en el último dispositivo de calentamiento E superior únicamente se igualen las pérdidas de temperatura del compartimiento 36 situado debajo. De este modo el gas de tratamiento fluye fundamentalmente hacia arriba, mientras que el material plástico se hunde hacia abajo en la cuba 31, es decir a contracorriente. La velocidad de hundimiento en la cuba 31 puede ser controlada a través de un vaciado controlado en el extremo inferior, por ejemplo a través de una esclusa de rueda celular 39, cuyo número de revoluciones por minuto se puede ajustar de modo que cambie, o bien que sea regulable, por ejemplo, a través de sensores de temperatura en el extremo de la cuba 31. Se entiende que, dado el caso, pueden estar previstos más de cuatro compartimientos, por ejemplo seis u ocho, o menos, o únicamente uno, dependiendo de los objetivos que le son encomendados al intercambiador de calor 30, como por ejemplo únicamente precalentamiento, precondensación, condensación, etc. Tampoco es necesario el conducir al gas en zig-zag, sino que podrían estar previstas para cada uno de los compartimientos entradas de gas especiales, por ejemplo para variar los caudales, el tipo de gas y/o la velocidad en cada uno de los compartimientos 34 a 38.

Claims (14)

1. Dispositivo para cristalizar por lo menos en dos etapas material plástico, en particular polietilenotereftalato, con un espacio de tratamiento (12) para la recepción del material plástico en una pieza o en forma de pelets que se puede alimentar a través de una apertura de rellenado (14) con el material plástico y se puede vaciar a través de una apertura de vaciado (19), un dispositivo de alimentación (15) para un gas de tratamiento a lo largo de una zona del suelo (16) del espacio de tratamiento (12) y por lo menos una pared intermedia (13) prevista en el espacio de tratamiento (12) para la división del espacio de tratamiento (12) en por lo menos dos compartimientos (12', 12''), los cuales están unidos entre ellos a través de un espacio libre (18) para transportar el material plástico desde un compartimiento (12', 12'') al otro, de modo que el material plástico recorre desde la apertura de rellenado (14) hasta la apertura de vaciado (19) un recorrido (21) predeterminado que se extiende fundamentalmente verticalmente, caracterizado porque ambos compartimientos (12', 12'') están previstos en una carcasa (11) común con simetría de rotación con un eje de rotación A, y porque los compartimientos (12', 12'') determinan sectores en una sección transversal cualquiera perpendicular al eje A, en donde se prevé, por lo menos, un espacio libre (18) en la parte inferior de la pared intermedia (13) correspondiente y una apertura de vaciado (19) en la parte superior del siguiente compartimiento (12'').

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el recorrido (21) está conformado a través de la disposición de un espacio libre o de varios espacios libres (18) y una apertura de vaciado (19) situados respectivamente a diferentes niveles en la sección longitudinal a través del espacio de tratamiento (12) aproximadamente en forma de zig-zag o en forma de meandros.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones previas, caracterizado porque una pared intermedia (13) se conforma por debajo de la apertura de rellenado (14) para el desvío del material plástico que entra con una sección en embudo (13') para desviar el material a un compartimiento anterior (12'), y con ello cubre por lo menos parcialmente el siguiente compartimiento (12'') correspondiente a través de la sección en forma de embudo (13').

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones previas, caracterizado porque el primer compartimiento (12') ocupa un sector mayor que la mitad, preferentemente incluso mayor que 2/3 de la superficie en vista en planta sobre el espacio de tratamiento (12) que por lo menos tiene una simetría de rotación aproximada, y porque a este primer compartimiento (12') le sigue un segundo compartimiento (12'') correspondientemente más pequeño.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones previas, caracterizado porque por lo menos a un compartimiento (12''), por ejemplo, al último, está asignado una disposición de supervisión, como una mirilla (24).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones previas, caracterizado porque la zona del suelo del espacio de tratamiento (12) está conformada como suelo perforado (16) de un lecho fluidizado.

7. Procedimiento para el tratamiento de material plástico, en particular polietilenotereftalato, con un dispositivo según una de las reivindicaciones previas, en el que, en primer lugar, el material de una temperatura relativamente baja se cristaliza bajo calentamiento, en donde el material está expuesto por lo menos durante 10 minutos en por lo menos 2 compartimientos (12', 12'') a un gas caliente de tratamiento, y con ello es llevado para la cristalización a una temperatura por encima de 135ºC, por ejemplo de 140 a 180ºC, antes de que el material sea alimentado a otro calentamiento o condensación en la fase sólida, llevándolo para ello en una cámara de precalentamiento (31) que presenta un mínimo de 2 y hasta 8 etapas a una temperatura de por lo menos 158ºC, preferentemente por lo menos 200ºC y en particular a aproximadamente 220ºC, caracterizado porque para una uniformidad del tratamiento - y con ello de la calidad del producto - en primer lugar, el material que se ha de cristalizar va a parar desde un compartimiento (12') a través de un paso (18) al otro compartimiento (12''), encontrándose el paso en la parte inferior de la pared intermedia (13) que separa los dos compartimientos (12', 12''), y a continuación, el material cristalizado es llevado en forma de una corriente de producto a granel cuadrilátera, en particular rectangular, en una distribución fundamentalmente homogénea a lo largo de la sección transversal, y el gas de tratamiento fluye a través de una de las caras (L) de la sección transversal del cuadrilátero, en donde la relación de las caras del rectángulo (B: L) de la sección transversal de la corriente de producto a granel es de aproximadamente 1:2 a 1:15, preferentemente de 1:3 a 1:10, y el gas de tratamiento es conducido desde la cara mayor del rectángulo (L) a través de la corriente de producto a granel.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el gas de tratamiento caliente es suministrado durante la cristalización con una temperatura de 165 a 185ºC.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el gas de tratamiento es llevado en por lo menos dos etapas a una mayor temperatura en una de las caras (L) de la sección transversal del cuadrilátero, preferentemente desde la cara opuesta correspondiente.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el gas de tratamiento es guiado a contracorriente desde una etapa (34-37) de menor temperatura a una etapa (35-38) de mayor temperatura.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el gas de tratamiento es guiado en por lo menos tres etapas (34-37 ó 35-38) en forma de zig-zag o de meandros, varias veces a través de la sección transversal del cuadrilátero del producto a granel.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el producto a granel con sección transversal cuadrilátera es guiado fundamentalmente de modo vertical, y el gas de tratamiento fundamentalmente de modo horizontal a través de la sección transversal cuadrilátera.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la precristalización y la cristalización son llevadas a cabo en un espacio de tiempo de 10 a 80 minutos, preferentemente de 15 a 40 minutos, en particular de aproximadamente 20 a 30 minutos.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el calentamiento que sigue a la cristalización, incluyendo una precondensación, es llevado a cabo en un espacio de tiempo de 60 a 120 minutos, en particular de aproximadamente 90 minutos.