ES2270412T3 - Despliegue de catalizadores en la produccion de pliolefina bimodal. - Google Patents
Despliegue de catalizadores en la produccion de pliolefina bimodal. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2270412T3 ES2270412T3 ES05714158T ES05714158T ES2270412T3 ES 2270412 T3 ES2270412 T3 ES 2270412T3 ES 05714158 T ES05714158 T ES 05714158T ES 05714158 T ES05714158 T ES 05714158T ES 2270412 T3 ES2270412 T3 ES 2270412T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- reactor
- component
- catalyst
- polyolefin
- molecular weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/16—Copolymers of ethene with alpha-alkenes, e.g. EP rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
- C08F297/06—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type
- C08F297/08—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
- C08F297/06—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type
- C08F297/08—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins
- C08F297/083—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type polymerising mono-olefins the monomers being ethylene or propylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F110/00—Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F110/02—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/08—Copolymers of ethene
- C08L23/0807—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons only containing more than three carbon atoms
- C08L23/0815—Copolymers of ethene with aliphatic 1-olefins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
Abstract
Un procedimiento para polimerizar olefinas, en un reactor de doble bucle, procedimiento éste, el cual comprende las siguientes etapas: (a) la introducción, en el primer reactor, de una cantidad de un primer sistema catalizador; (b) la inyección de un primer monómero, y un comonómero opcional, en el primer reactor; (c) el mantenimiento, bajo las primeras condiciones de polimerización, para producir un primer componente de alto peso molecular; (d) la transferencia del primer componente de poliolefina, a un segundo reactor; (e) la introducción, en el segundo reactor, de un segundo componente catalizador, de una forma preferible, el mismo que se ha introducido en el primer reactor; (f) la introducción de monómero adicional y de un comonómero opcional, en el segundo reactor, preferiblemente, el mismo que se ha introducido en el primer reactor; (g) el mantenimiento bajo las condiciones de la segunda polimerización, para producir dos componentes de poliolefina de bajo peso molecular, resultantes,respectivamente, de la polimerización del primer componente de poliolefina transferido desde el primer reactor y desde el segundo componente monómero introducido en el segundo reactor; y (h) la recuperación de un producto polímero final, que comprende los dos componentes polímeros en una corriente individual.
Description
Despliegue de catalizadores en la producción de
poliolefina bimodal.
La presente invención, se refiere a un
procedimiento mejorado, para polimerizar olefinas, de una forma
particular, para polimerizar etileno, con objeto de producir
polietileno bimodal. El procedimiento, es ventajoso, debido al hecho
de que, éste, permite una mezcla de poliolefina de alto peso
molecular y de poliolefina de bajo peso molecular, a ser producida
en un estado altamente mezclado, en la reacción, de tal forma que,
cuando la corriente de producto se introduce en la extrusionadora,
no se requiere un premezclado de los modos, de la poliolefina final.
La invención del procedimiento, es adicionalmente ventajosa, debido
al hecho de que, las cantidades relativas de cada modo, pueden
optimizarse, para aliviar la realización del mezclado, durante la
extrusión. La invención, se refiere adicionalmente a un aparato para
realizar el procedimiento de la invención.
Durante muchos años, ha venido siendo deseable
el incrementar la eficiencia de la producción de poliolefinas, y el
mejorar la calidad del producto de poliolefina. De una forma
particular, ha venido siendo deseable, el producir un producto de
poliolefina, que sea resistente al uso, resistente al impacto, y
resistente al agrietamiento, de tal forma que, el producto, sea
durable, y que resista al uso o desgaste y al desgarre normales, de
diversas gamas de aplicaciones. Ha venido también siendo deseable,
el hecho de que, el producto, exhiba, de una forma simultánea, una
buena procesabilidad, con objeto de que éste pueda formarse,
convirtiéndose en una diversa gama de productos. Estas
características del polímero, son conflictivas, en alguna extensión:
la durabilidad, se mejora, usualmente, mediante el incremento del
peso molecular del polímero, mientras que, la procesabilidad, se
mejora, generalmente, procediendo a disminuir el peso molecular del
polímero.
Se ha venido conociendo, durante algún tiempo,
el hecho de que, estas características, pueden lograrse asegurando
que, el producto polímero, sea bimodal. En otras palabras,
asegurando que, el producto, contenga un componente que tenga un
bajo peso molecular, y un componente que tenga un alto peso
molecular. El modo de bajo peso molecular, dota al polímero final,
con la deseada procesabilidad, mientras que, el modo de alto peso
molecular, dota al polímero final, con las necesarias durabilidad y
dureza. No obstante, el mezclado de los dos componentes, para formar
el polímero final, puede ser problemático. Cuanto mayor es la
diferencia entre los pesos moleculares de los componentes, mayor es
la dificultad de mezclar dichos componentes. Correspondientemente en
concordancia, utilizando procedimientos conocidos, se ha fijado una
limitación en el grado de procesabilidad y de durabilidad, basada en
la necesidad de que, los modos de componentes, sean miscibles en un
grado aceptable.
En el pasado, se han realizado estudios de
tentativas para idear procedimientos enfocados a la producción de
poliolefinas bimodales. Un procedimiento bien conocido, hace uso de
dos reactores, uno de ellos para producir el componente de bajo peso
molecular y, el segundo, para producir el componente de alto peso
molecular. Estos reactores, pueden emplearse en paralelo, en cuyo
caso, los componentes, deben mezclarse, después de la producción. De
una forma más común, los reactores, se utilizan en serie, de tal
forma que, un componente, se forma en el primer reactor y, el
segundo, se forma en el segundo reactor, en presencia del primer
componente. Así, de esta forma, los dos componentes, se mezclan de
una forma más íntima, debido al hecho de que, uno de ellos, se forma
en presencia del otro. Se procede, a continuación, a mezclar este
producto, en una extrusionadora, para completar el proceso de
mezclado. Esta mejora en el mezclado, permitía el que se utilizara
una mayor diferencia del peso molecular, entre los polímeros. En
este procedimiento, se empleaba, de una forma general, una mezcla de
50 : 50, de los componentes de bajo peso molecular : alto peso
molecular, debido al hecho de que se consideraba que, este factor de
relación, daba lugar a la mezcla correcta de propiedades del
producto. No obstante, apareció un problema adicional, con respecto
a la etapa final de mezclado en la extrusionadora: un factor de
relación de 50 : 50, no era la mezcla ideal para el mezclado. En
lugar de ello, se encontró que, un factor de relación
correspondiente a 40 : 60, de los componentes de bajo peso molecular
: alto peso molecular, daba lugar a una mezcla más eficiente y
homogénea.
Con objeto de solucionar este problema, más
recientemente, se ha desarrollado una mejora de este procedimiento.
Esta mejora, hace uso de dos reactores en serie, el primero, para
producir el componente de bajo peso molecular y, el segundo, para
producir el componente de alto peso molecular. El componente de bajo
peso molecular, se produce mediante polimerización de un monómero
de olefina, en el primer reactor. Normalmente, el componente de
reducido peso molecular y el catalizador, se introducen ambos en el
segundo reactor, para la siguiente fase de producción. No obstante,
en el procedimiento mejorado, se retira un porcentaje del componente
de bajo peso molecular, del sistema en su totalidad. El 80% restante
del componente de bajo peso molecular, se introduce en el segundo
reactor y, el componente de alto peso molecular, se produce en
presencia de únicamente un 80% del componente de bao peso molecular.
El producto final, debe tener unas cantidades iguales de los
componentes de alto peso molecular y de bajo peso molecular. Así, de
este modo, después de la producción del componente de alto peso
molecular, el segundo reactor, comprende 40 partes del componente de
bajo peso molecular, mezclado con 50 partes del componente de alto
peso molecular. Esta mezcla, se extrusiona, a continuación, en una
extrusionadora. Así, de este modo, en la etapa de mezclado, se
emplea, de una forma ventajosa, un factor de relación de 40 : 50,
para los dos componentes. La fracción de bajo peso molecular que se
retiró del sistema (equivalente a 10 partes del producto total),
puede añadirse a la extrusionadora, al mismo tiempo que la mezcla de
40 : 50, ó de una forma alternativa, corriente abajo del punto de
mezclado inicial, con objeto de obtener un factor final de relación
de 50 : 50, de los componentes.
Esta proposición, ha tenido algún éxito, pero
existe todavía una necesidad en cuanto al hecho de mejorar el
proceso de producción de poliolefina, para mejorar el mezclado entre
las dos formas de componentes del producto final y, con ello,
mejorar las propiedades del producto.
Es un objetivo de la presente invención, el
solventar los problemas asociados con los procedimientos conocidos,
tal y como se ha discutido anteriormente, arriba. Así, de este modo,
la presente invención, pretende la búsqueda de un procedimiento
mejorado, para polimerizar olefinas y, de una forma particular, para
producir polietileno o polipropileno bimodales.
Correspondientemente en concordancia, la
presente invención, proporciona un procedimiento para polimerizar
olefinas, en un reactor de doble bucle, procedimiento éste, el cual
comprende las siguientes etapas:
- (a)
- la introducción, en el primer reactor, de una cantidad de un primer sistema catalizador;
- (b)
- la inyección de un primer monómero, y un comonómero opcional, en el primer reactor;
- (c)
- el mantenimiento, bajo las primeras condiciones de polimerización, para producir un primer componente de alto peso molecular;
- (d)
- la transferencia del primer componente de poliolefina, a un segundo reactor;
- (e)
- la introducción, en el segundo reactor, de un segundo componente catalizador, de una forma preferible, el mismo que se ha introducido en el primer reactor;
- (f)
- la introducción de monómero adicional y de un comonómero opcional, en el segundo reactor, preferiblemente, el mismo que se ha introducido en el primer reactor;
- (g)
- el mantenimiento bajo las condiciones de la segunda polimerización, para producir dos componentes de poliolefina de bajo peso molecular, resultantes, respectivamente, de la polimerización del primer componente de poliolefina transferido desde el primer reactor y desde el segundo componente monómero introducido en el segundo reactor; y
- (h)
- la recuperación de un producto polímero final, que comprende los dos componentes polímeros en una corriente individual.
Las cantidades de los componentes
catalizadores, pueden determinarse previamente al proceso, o durante
el desarrollo de éste. Las cantidades, se determinan, o se
seleccionan, en dependencia de las propiedades deseadas del producto
final. Se conoce el hecho de que, la cantidad del producto, depende
de la cantidad del catalizador, y depende, también, de las
condiciones de la reacción (temperatura, concentración en hidrógeno,
monómero y comonómero). Los productos de reacción procedentes del
primer reactor y del segundo catalizador, pueden introducirse en el
segundo reactor, en cualquier orden, o simultáneamente. El primer
componente catalizador y el segundo componente catalizador, pueden
ser los mismos, o pueden ser diferentes, siendo, de una forma
preferible, los mismos. Cuando éstos son el mismo componente
catalizador, si se desea, el catalizador, puede introducirse en el
segundo reactor, a partir de una alimentación que parta de la
alimentación al primer reactor. El monómero de olefina polimerizado,
en cada reactor, no hace falta que sea el mismo, por ejemplo, en el
caso de que se desee una mezcla de dos polímeros diferentes. No
obstante, de una forma general, se emplea el mismo monómero de
olefina, en ambos, el primer y el segundo reactor.
En las condiciones operativas correspondientes
al arte de la técnica anterior, las partículas catalizadoras A, se
introducen en el interior del primer catalizador, el monómero se
inyecta y, el sistema, se mantiene bajo las condiciones de la
primera polimerización. Así, de este modo, las partículas A, crecen
y, en la salida del primer reactor, éstas contienen de 20 a 80
partes, de una forma preferible, de 40 a 60 partes y, de una forma
más preferible, de 48 a 52 partes, de la resina de alto peso
molecular (HMW, [del inglés high molecular weigth]). Éstas se
transforman en el segundo reactor, el sistema se mantiene bajo las
condiciones de polimerización del segundo reactor y, las mismas
partículas, crecen adicionalmente, con la fracción de bajo peso
molecular (LMW, [de inglés, low molecular wight]), de modo que se
incorporen, en la salida del segundo reactor, aproximadamente 50
partes de la fracción HMW, y aproximadamente 50 partes de la
fracción LMW.
En el procedimiento según la presente invención,
las partículas catalizadoras A, se introducen en el interior del
primer reactor, el monómero y el comonómero opcional, se inyectan y,
el sistema, se mantiene bajo las condiciones de polimerización. Así,
de este modo, las partículas A, crecen y, en la salida del primer
reactor, éstas contienen de 20 a 80 partes, de una forma preferible,
de 40 a 60 partes y, de una forma más preferible, de 48 a 52 partes,
de la resina de alto peso molecular (HMW). Éstas se transforman en
el segundo reactor, de una forma simultánea, con las partículas
catalizadoras B. El sistema, se mantiene bajo las segundas
condiciones de polimerización y, ambas partículas, A y B, crecen,
para producir, conjuntamente, la deseada cantidad de la fracción de
bajo peso molecular, la cual es de 20 a 80 partes, de una forma
preferible, de 40 a 60 partes y, de una forma más preferible, de 48
a 52 partes. En la salida del segundo reactor, existe una corriente
individual de polímero, que contiene ambas partículas, las
partículas A y B, en donde, las partículas A, contienen de 20 a 80
partes, de una forma preferible, de 40 a 60 partes y, de una forma
mayormente preferible, de 52 a 48 partes, de HMW y un X% de las
80-20 partes restantes, de una forma preferible, de
60 a 40 partes y, de una forma mayormente preferible, de 52 a 48
partes, de LMW, y en donde, las partículas B, están compuestas
únicamente de LMW, y así, de este modo, contienen
(100-X)%, de las 80-20 partes, de
una forma preferible, de 40 a 60 partes y, de una forma más
preferible, de 52 a 48 partes, de LMW.
X es, de una forma preferible, de un valor
comprendido entre un 20 y un 100%, de una forma preferible, entre un
50 y un 90% y, de una forma mayormente preferible, entre un 60 y un
90%. Para una formulación de 50 HMW/50 LMW, los márgenes anteriores,
corresponden a un porcentaje de un 5 a un 30%, en peso, en base al
peso total de polímero, del segundo polímero, preparado con el
segundo componente catalizador, en el segundo reactor.
Cuando ambos sistemas catalizadores son el
mismo, y asumiendo el hecho de que, la actividad del primer
componente catalizador, no se modifica mediante el primer reactor,
el flujo del primer catalizador inyectado en el segundo reactor F2,
se calcula como una función del catalizador inyectado en el primer
reactor F1, como
F2 =
(100-X)/X .
F1
El procedimiento de la presente invención, es
particularmente ventajoso, debido al hecho de que, éste, permite un
mezclado más íntimo de las dos formas de poliolefinas en el producto
final. Adicionalmente a ello, el producto final, emerge desde el
segundo reactor, en una forma particularmente apropiada para el
mezclado, por ejemplo, en una extrusionadora. En el primer reactor,
las partículas que se producen, del primer componente, se asocian
con las partículas de catalizadores. Estas partículas catalizadoras,
toman también parte en la catálisis, en el segundo reactor, para
producir el segundo componente. Así, de esta forma, en el producto
final, existen partículas del primer catalizador, que se encuentran
asociadas con partículas de ambos componentes, el primer componente
y el segundo componente de poliolefina, puesto que, estas
partículas, se encontraban presentes en ambos reactores, el primer
reactor de polimerización y el segundo reactor de polimerización. En
una forma de presentación en concordancia con la presente invención,
el componente de alto peso molecular, se produce en el primer
reactor y, el componente de bajo peso molecular, se produce en el
segundo reactor. En dependencia del factor de relación del primer y
segundo componentes catalizadores seleccionados por el
procedimiento, habrá, por ejemplo 50 : 40 partes de los componentes
de alto peso molecular : bajo peso molecular, unidos a las primeras
partículas catalizadoras, cuando éstas salen del segundo reactor. En
este ejemplo, hay 10 partes adicionales del componente de bajo peso
molecular, unidas a partículas del segundo componente catalizador,
cuando éstas salen del segundo reactor, y no se había añadido
componente de alto peso molecular como componente catalizador, al
segundo reactor. La corriente de producto final de este ejemplo, que
emerge del segundo reactor, tendrá, de esta forma, un factor de
relación de
50 : 50, de cada componente, en total, pero éste, estará formado de partículas asociadas con un factor de relación de los polímeros, de 50 : 40 (alto peso molecular : bajo peso molecular), y un factor de relación de polímeros 0 : 10 (únicamente de bajo peso molecular). Debería tomarse debida nota, en cuanto al hecho de que, estos factores de relación, se emplean únicamente para propósitos de ilustración y que, en caso deseado, pueden emplearse diferentes factores de relación. Son estos factores de relación especialmente ideados, los que conducen a mejorar las características del mezclado. Otra ventaja, con respecto a los procedimientos conocidos, reside en el hecho de que, el producto final, sale del reactor, en una corriente individual, y puede extrusionarse u homogenizarse. En los procedimientos correspondientes al arte de la técnica anterior, se producen dos corrientes de producto, las cuales requieren el llenado con una materia polvo y un procedimiento de mezclado, más complejos y más caros, antes de homogeneizarse en la extrusionadora.
50 : 50, de cada componente, en total, pero éste, estará formado de partículas asociadas con un factor de relación de los polímeros, de 50 : 40 (alto peso molecular : bajo peso molecular), y un factor de relación de polímeros 0 : 10 (únicamente de bajo peso molecular). Debería tomarse debida nota, en cuanto al hecho de que, estos factores de relación, se emplean únicamente para propósitos de ilustración y que, en caso deseado, pueden emplearse diferentes factores de relación. Son estos factores de relación especialmente ideados, los que conducen a mejorar las características del mezclado. Otra ventaja, con respecto a los procedimientos conocidos, reside en el hecho de que, el producto final, sale del reactor, en una corriente individual, y puede extrusionarse u homogenizarse. En los procedimientos correspondientes al arte de la técnica anterior, se producen dos corrientes de producto, las cuales requieren el llenado con una materia polvo y un procedimiento de mezclado, más complejos y más caros, antes de homogeneizarse en la extrusionadora.
Se describirá, a continuación, un procedimiento
típico para producir el polímero en forma de polvo, el cual puede
ser empleado en la presente invención. Tal tipo de procedimiento,
emplea generalmente un reactor de flujo turbulento, tal como un
reactor continuo de tubo en forma de bucle. No obstante, pueden
utilizarse otros tipos de reactores, tales como los reactores
agitados.
La polimerización, se lleva a cabo en un reactor
de bucle, en un flujo circulante turbulento. Un reactor de este
tipo, el cual se denomina reactor de bucle, es bien conocido, y se
encuentra descrito en la Encyclopedia of Chemical Technology, -
Enciclopedia de tecnología química -, 3ª edición, volumen 16, página
390. Éste puede producir resinas de LLDPE (polietileno lineal de muy
bajo densidad -[del inglés, lineal low density poliethylene]-) y
resinas de HDPE (polietileno de alta densidad -[del inglés, high
density poliethylene]-), en el mismo tipo de equipo. Un reactor de
bucle, se conecta en serie, a uno o más reactores adicionales, tal
como otro reactor de bucle. A un reactor de bucle que se conecta en
serie, a otro reactor de bucle, se le puede hacer referencia como
"reactor de doble bucle".
En la presente invención, el procedimiento de
polimerización, el cual se lleva a cabo en un reactor de doble
bucle, corresponde a un proceso continuo. Un monómero (por ejemplo,
etileno), polimeriza en un diluyente líquido (por ejemplo,
isobuteno), en presencia de un comonómero (por ejemplo, hexeno),
hidrógeno, catalizador, y agente de activación. La suspensión se
mantiene en circulación, mediante una bomba axial, en un reactor,
consistente esencialmente en secciones de tuberías verticales
provistas de camisas, conectadas mediante codos terminales. El calor
de polimerización, se extrae mediante camisas de agua de
refrigeración. La línea del reactor, incluye dos reactores de bucle,
que pueden utilizarse en paralelo o en serie. El volumen aproximado
de los reactores, puede ser de aproximadamente 100 m^{3}. Los
grados monomodal y bimodal, pueden producirse mediante la
configuración en paralelo o mediante la configuración en serie. En
la presente invención, los grados bimodales, se producen mediante la
configuración en serie.
El producto (por ejemplo, polietileno), se
retira del reactor, con algo de diluyente, mediante patas de
fijación, y válvulas de descarga continua. Se retira una pequeña
fracción del flujo total circulante. Ésta se traslada a una sección
de desgasificación del polímero, en la cual, se incrementa el
contenido de sólidos.
Al mismo tiempo que se despresuriza, la
suspensión, se transfiere a través de líneas calentadas de
evaporación instantánea, a un tanque de evaporación instantánea. En
el tanque de evaporación instantánea, se separan el producto y el
diluyente. La desgasificación, se completa en una columna de
purgado. En algunos casos, puede utilizarse una unidad de cinta de
secado, antes de la columna de purgado.
El producto en forma de polvo, se transporta,
bajo nitrógeno, a silos de lanilla, y se extrusiona en gránulos o
granza, conjuntamente con algunos aditivos específicos.
El gas que sale del tanque de evaporación
instantánea y la columna de purga, se trata en una sección de
destilación. Esto permite la recuperación separada del diluyente,
monómero y comonómero.
Esta forma de presentación del procedimiento del
reactor de doble bucle, puede utilizarse con los catalizadores del
tipo de cromo, del tipo de Ziegler-Natta, o del tipo
de metaloceno.
A raíz de lo anteriormente expuesto, se verá
que, la presente invención, se refiere de una forma preferible al
despliegue de los catalizadores utilizados en la reacción de
polimerización, en los dos reactores en serie.
La presente invención, se describirá ahora en
mayor detalle, por vía de ejemplo, únicamente con referencia a la
figura 1, la cual se facilita posteriormente, a continuación, la
cual representa un ejemplo de una adaptación de un orden de
disposición, en la cual, pueden realizarse las formas de
presentación de la presente invención.
La adaptación del orden de disposición de la
figura 1, comprende un primer reactor 10, un segundo reactor 20, y
una extrusionadora 30. La adaptación del orden de disposición de la
figura 1, puede comprender varios otros elementos de utilidad, o
necesarios, para la operación de la adaptación del orden de
disposición, tales como un tanque de evaporación instantánea, una
columna de purgado 50, y un silo de lanilla 60. La operación general
de este tipo de adaptación del orden de disposición, se discutido
anteriormente, arriba.
El presente procedimiento, comprende, de una
forma preferible, una etapa de mezclado del primer y del segundo
componentes de poliolefina, en una extrusionadora 30. En esta etapa,
se extrae una corriente individual de producto, 26, del segundo
reactor 20. Esta corriente, comprende partículas de producto con
factores de relación de los componentes, específicamente diseñados
para mejorar el mezclado. La elección de la extrusionadora, no se
encuentra especialmente limitada, y puede emplearse cualquier tipo
de aparato usual en el sector.
El factor de relación del primer y segundo
componentes 16, 26, en el producto final, no se encuentra
especialmente limitada, y puede seleccionarse, en dependencia de las
características deseadas del producto final. De una forma típica, el
factor de relación del primer componente de poliolefina, con
respecto al segundo componente de poliolefina, se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van un 80% : 20%, en peso, a
un 20% : 80%, en peso, respectivamente. De una forma más preferible,
el factor de relación del primer componente de poliolefina con
respecto al segundo componente de poliolefina, se encuentra
comprendido dentro de unos márgenes que van un 60% : 40%, en peso, a
un 40% : 60%, en peso, respectivamente. Se prefiere especialmente,
un factor de relación de aproximadamente 50 : 50.
La cantidad del segundo componente de
poliolefina, 26, producido por el segundo catalizador 24, no se
encuentra, tampoco, especialmente limitada, y puede seleccionarse
para optimizar las características del mezclado de la corriente del
producto final. La naturaleza del monómero y los pesos moleculares
relativos de los componentes, pueden tomarse en consideración,
cuando se realiza esta selección. De una forma típica, la cantidad
del segundo componente de poliolefina producida por el segundo
catalizador, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes del
1-40%, en peso, con respecto a la cantidad total de
la primera y segunda poliolefina. De una forma más preferible, la
cantidad del segundo componente de poliolefina producida por el
segundo catalizador, se encuentra comprendida dentro de unos
márgenes del 5-20%, en peso, con respecto a la
cantidad total de la primera y segunda poliolefina. Se prefiere,
especialmente, una cantidad de aproximadamente un 10%, en peso.
En una forma preferida de presentación de la
presente invención, el primer componente de poliolefina 16, es un
componente de alto peso molecular y, el segundo componente de
poliolefina 26, es un componente de bajo peso molecular.
La temperatura empleada en el reactor, no se
encuentra particularmente limitada, y puede seleccionarse en
dependencia de los reactivos empleados, el recipiente reactor, y la
concentración de monómero, entre otros factores. De una forma
preferible, no obstante, la temperatura empleada para la
polimerización, se encuentra comprendida dentro de unos márgenes de
70-120ºC. De una forma más preferible, la
temperatura empleada, se encuentra comprendida dentro de uno
márgenes de 80-120ºC.
El disolvente empleado en el proceso, no se
encuentra especialmente limitado, con la condición de que, éste, sea
apropiado para polimerizar el monómero elegido, bajo las condiciones
de reacción seleccionadas. De una forma preferible, el disolvente,
comprende butano y/o hexano, especialmente, para la polimerización
de etileno o de propileno.
En una forma particular de presentación de la
invención, el monómero de poliolefina, se selecciona entre etileno y
propileno.
La presente invención, proporciona,
adicionalmente, un aparato para polimerizar un monómero de olefina,
aparato éste, el cual comprende lo siguiente:
- (a)
- un primer reactor 10, para polimerizar el monómero de poliolefina, 12, para formar un primer componente de poliolefina, 16;
- (b)
- un segundo reactor 20, para polimerizar el monómero de poliolefina, 22, para forma un segundo componente de poliolefina, 26;
- (c)
- un medio par transferir substancias desde el primer reactor, al segundo reactor;
- (d)
- un medio para introducir un catalizador 14, al primer catalizador 10; y
- (e)
- un medio para introducir un catalizador 24, al segundo reactor 20
De una forma preferible, el medio para
introducir un catalizador 14, al primer reactor 10, se encuentra en
comunicación con el medio para introducir un catalizar 24, al
segundo reactor 20. Así, de este modo, un sistema catalizador, puede
introducirse en ambos, el primer y el segundo reactor, 10, 20,
entrando, el catalizador, en cada reactor, y controlándose en
dependencia del factor de relación de cada componente a producirse.
La reacción, puede ajustarse mediante la utilización de cantidades
apropiadas del mismo compuesto catalizador, en el primer y el
segundo reactor, o mediante la utilización de diferentes compuestos
catalizadores, para el primer reactor, con respecto al segundo
reactor, ambos, en cantidades apropiadas.
Ejemplo
comparativo
En el primer reactor de bucle, se procedió a
inyectar el sistema catalizador, a un caudal de 2,5 kg/hora. La tasa
de producción, era de 13 toneladas/hora de una resina de
polietileno, que tenía un HLMI de 0,25 dg/minuto, y una densidad de
0,927 g/cm^{3}. Se procedió a medir el HLMI, siguiendo el
procedimiento del test de ensayo estándar de la norma ASTM D 1238, a
una temperatura de 190ºC, y bajo una carga de 21,6 kg. La densidad,
se midió siguiendo el procedimiento del test de ensayo estándar de
la norma ASTM D 1505, a una temperatura de 23ºC.
El producto, se envió al segundo reactor de
bucle, con un 1,1%, en peso, de gas residual (de escape) de C_{2},
y a una temperatura de 82ºC. En el segundo reactor de bucle, no se
añadió ningún catalizador y, el reactor, se operó con un 4%, en
peso, de gas residual de C_{2}, y a una temperatura de 90ºC. La
tasa de producción, en el segundo reactor, era de 13 toneladas/hora
de la fracción de bajo peso molecular. La resina final, se produjo a
una tasa de 26 toneladas/hora: ésta tenía un HLMI de 9 dg/minuto, y
una densidad de 0,950 g/cm^{3}. La resina, se envió a la
extrusionadora, y se midió un nivel de gel de 25 ppm.
En el primer reactor de bucle, se procedió a
inyectar el sistema catalizador, a un caudal de 2,5 kg/hora. La tasa
de producción, era de 13 toneladas/hora de una resina de
polietileno, que tenía un HLMI de 0,25 dg/minuto, y una densidad de
0,927 g/cm^{3}.
El producto, se envió al segundo reactor de
bucle, con un 1,1%, en peso, de gas residual de C_{2}, y a una
temperatura de 82ºC. En el segundo reactor de bucle, se añadió el
mismo sistema catalizador que el que utilizó en el primer reactor, a
un caudal de 0,7 Kg/hora. El reactor, se operó con un 3,1%, en peso,
de gas residual de C_{2}, y a una temperatura de 90ºC. La tasa de
producción, en el segundo reactor, era de 13 toneladas/hora de la
fracción de bajo peso molecular. La resina final, se produjo a una
tasa de 26 toneladas/hora; ésta tenía un HLMI de 9 dg/minuto, y una
densidad de 0,950 g/cm^{3}. La resina, se envió a la
extrusionadora, y se midió un nivel de gel de 9 ppm.
Asumiendo el hecho de que, la actividad del
sistema catalizador, es el mismo en ambos reactores, el producto
final, comprende una mezcla de:
- -
- polietileno que comprende 50 partes de la fracción de alto peso molecular (HMW) y 39 partes de la fracción de bajo peso molecular (LMW) (56%, en peso, de HMW un 44%, en peso, de LMW), crecidas en el catalizador introducido en el primer reactor;
- -
- polietileno que comprende 11 partes de la fracción LMW crecida en el catalizador introducido en el segundo reactor (100%, en peso, de LMW).
Claims (6)
1. Un procedimiento para polimerizar olefinas,
en un reactor de doble bucle, procedimiento éste, el cual comprende
las siguientes etapas:
- (a)
- la introducción, en el primer reactor, de una cantidad de un primer sistema catalizador;
- (b)
- la inyección de un primer monómero, y un comonómero opcional, en el primer reactor;
- (c)
- el mantenimiento, bajo las primeras condiciones de polimerización, para producir un primer componente de alto peso molecular;
- (d)
- la transferencia del primer componente de poliolefina, a un segundo reactor;
- (e)
- la introducción, en el segundo reactor, de un segundo componente catalizador, de una forma preferible, el mismo que se ha introducido en el primer reactor;
- (f)
- la introducción de monómero adicional y de un comonómero opcional, en el segundo reactor, preferiblemente, el mismo que se ha introducido en el primer reactor;
- (g)
- el mantenimiento bajo las condiciones de la segunda polimerización, para producir dos componentes de poliolefina de bajo peso molecular, resultantes, respectivamente, de la polimerización del primer componente de poliolefina transferido desde el primer reactor y desde el segundo componente monómero introducido en el segundo reactor; y
- (h)
- la recuperación de un producto polímero final, que comprende los dos componentes polímeros en una corriente individual.
2. El procedimiento, según la reivindicación 1,
procedimiento éste, el cual comprende adicionalmente el mezclado del
primer y segundo componentes de poliolefina, en una
extrusionadora.
3. El procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde, la cantidad del segundo
componente de poliolefina producido por la segunda cantidad de
catalizador, en el segundo reactor, se encuentra comprendida dentro
de unos márgenes del 4-20%, en peso, con respecto a
la cantidad total de la primera y segunda poliolefinas.
4. El procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde, el primer componente de
poliolefina, es un componente de alto peso molecular y, el segundo
componente de poliolefina, es un componente de bajo peso
molecular.
5. El procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde, el monómero de olefina, se
selecciona entre etileno y propileno.
6. El procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde, el primer catalizador y el
segundo catalizador, son el mismo, y se seleccionan entre un
catalizador de cromo, un catalizar de Ziegler-Natta
y un catalizador de metaloceno.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP04100590 | 2004-02-13 | ||
EP04100590 | 2004-02-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2270412T3 true ES2270412T3 (es) | 2007-04-01 |
Family
ID=34878284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES05714158T Active ES2270412T3 (es) | 2004-02-13 | 2005-02-08 | Despliegue de catalizadores en la produccion de pliolefina bimodal. |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080221280A1 (es) |
EP (1) | EP1601703B1 (es) |
JP (1) | JP5074770B2 (es) |
KR (1) | KR101149708B1 (es) |
CN (1) | CN100447168C (es) |
AT (1) | ATE332319T1 (es) |
DE (1) | DE602005000036T2 (es) |
DK (1) | DK1601703T3 (es) |
EA (1) | EA009096B1 (es) |
ES (1) | ES2270412T3 (es) |
PT (1) | PT1601703E (es) |
WO (1) | WO2005080457A1 (es) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100424105C (zh) * | 2006-08-03 | 2008-10-08 | 中国石化扬子石油化工有限公司 | 一种高密度聚乙烯通信电缆绝缘料的制备方法 |
MX2012006782A (es) * | 2009-12-18 | 2012-10-01 | Total Petrochemicals Res Feluy | Proceso para la preparacion de producto de polietileno bimodal en particulas. |
BR112012017125B1 (pt) * | 2009-12-22 | 2020-01-14 | Basell Polyolefine Gmbh | processo e aparelho para a preparação de um polímero multimodal de poliolefina |
EA025606B1 (ru) | 2010-02-05 | 2017-01-30 | Тотал Рисерч Энд Текнолоджи Фелюй | Способ получения полиолефина |
EP2354167A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-10 | Total Petrochemicals Research Feluy | Bimodal polyethylene for blow-moulding applications. |
US20140140894A1 (en) | 2012-11-20 | 2014-05-22 | Chevron Phillips Chemical Company, Lp | Polyolefin production with multiple polymerization reactors |
CN106543297B (zh) * | 2015-09-23 | 2018-11-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种双峰聚乙烯的聚合方法 |
CN109563202B (zh) * | 2016-08-15 | 2021-12-14 | 埃克森美孚化学专利公司 | 丙烯-烯烃共聚物及其制造方法 |
CN108610443B (zh) * | 2018-04-13 | 2020-12-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 双峰聚乙烯的生产方法 |
CN112521540A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-19 | 北方华锦化学工业股份有限公司 | 一种高刚性管材料聚乙烯树脂的生产方法 |
CN115246896B (zh) * | 2021-04-28 | 2023-08-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种双/多金属催化剂及其制备方法与应用 |
KR20230073831A (ko) * | 2021-11-19 | 2023-05-26 | 롯데케미칼 주식회사 | 기계적 물성 및 열적 특성이 우수한 이차전지 분리막용 폴리프로필렌 제조방법 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57126805A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-06 | Sumitomo Chem Co Ltd | Production of ethylene polymer having wide molecular weight distribution |
JPH0730215B2 (ja) * | 1986-07-04 | 1995-04-05 | 三井石油化学工業株式会社 | 射出成形用ポリオレフイン組成物 |
EP0778289B1 (en) * | 1991-03-06 | 2000-04-12 | Mobil Oil Corporation | Bimodal ethylene polymers produced in tandem reactors |
EP0580930B1 (en) * | 1992-07-31 | 1996-11-20 | Fina Research S.A. | Process for producing polyethylene having a broad molecular weight distribution |
CA2188722A1 (en) * | 1995-10-26 | 1997-04-27 | George Norris Foster | Process for preparing an in situ polyethylene blend |
US7268194B2 (en) * | 1998-03-20 | 2007-09-11 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Continuous slurry polymerization process and apparatus |
EP1020481A1 (en) * | 1999-01-18 | 2000-07-19 | Fina Research S.A. | Production of polyethylene |
-
2005
- 2005-02-08 JP JP2006552609A patent/JP5074770B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-08 DK DK05714158T patent/DK1601703T3/da active
- 2005-02-08 PT PT05714158T patent/PT1601703E/pt unknown
- 2005-02-08 AT AT05714158T patent/ATE332319T1/de active
- 2005-02-08 KR KR1020067018024A patent/KR101149708B1/ko active IP Right Grant
- 2005-02-08 CN CNB2005800049106A patent/CN100447168C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-02-08 DE DE602005000036T patent/DE602005000036T2/de active Active
- 2005-02-08 ES ES05714158T patent/ES2270412T3/es active Active
- 2005-02-08 EP EP05714158A patent/EP1601703B1/en active Active
- 2005-02-08 WO PCT/EP2005/050525 patent/WO2005080457A1/en active Application Filing
- 2005-02-08 EA EA200601480A patent/EA009096B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-05-21 US US11/501,180 patent/US20080221280A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE602005000036D1 (de) | 2006-08-17 |
JP5074770B2 (ja) | 2012-11-14 |
EP1601703A1 (en) | 2005-12-07 |
CN1918204A (zh) | 2007-02-21 |
EP1601703B1 (en) | 2006-07-05 |
KR20070004687A (ko) | 2007-01-09 |
ATE332319T1 (de) | 2006-07-15 |
DE602005000036T2 (de) | 2006-12-28 |
EA200601480A1 (ru) | 2007-02-27 |
DK1601703T3 (da) | 2006-09-11 |
EA009096B1 (ru) | 2007-10-26 |
KR101149708B1 (ko) | 2012-07-04 |
US20080221280A1 (en) | 2008-09-11 |
JP2007522308A (ja) | 2007-08-09 |
CN100447168C (zh) | 2008-12-31 |
PT1601703E (pt) | 2007-01-31 |
WO2005080457A1 (en) | 2005-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2270412T3 (es) | Despliegue de catalizadores en la produccion de pliolefina bimodal. | |
FI111846B (fi) | Menetelmä ja laitteisto polypropeeniseosten valmistamiseksi | |
US6924340B2 (en) | Process for removal of intermediate hydrogen from cascaded polyolefin slurry reactors | |
ES2862579T3 (es) | Proceso de polimerización | |
TW460482B (en) | Process and apparatus for the gas-phase polymerization of alpha-olefins | |
ES2381849T3 (es) | Procedimiento multietapa para producir polietileno con formación de gel reducida | |
ES2251762T3 (es) | Proceso para preparar polimeros de propileno y polimeros de impacto modificados. | |
US4414369A (en) | Continuous process for the preparation of polyolefins having widely distributed molecular weights | |
US20050261471A1 (en) | Cascaded polyolefin slurry polymerization employing disengagement vessel between reactors | |
RU2610541C2 (ru) | Способ дегазации и придания промежуточных свойств частичкам полиолефина, полученным при полимеризации олефинов | |
SA515360407B1 (ar) | تركيبة بوليمر مناسبة لإنتاج أنبوب ري بالتنقيط | |
JP2008121028A (ja) | プロピレンポリマーの製造方法 | |
CZ184097A3 (en) | Process for preparing polyethylene | |
US8853334B2 (en) | Method and apparatus for discharging a polymer from a gas-phase reactor | |
EP1549687B1 (en) | Polymerization process | |
CN114402000B (zh) | 用于双峰淤浆聚合的方法和装置 | |
US7723446B2 (en) | Polypropylene series reactor | |
CN107684884A (zh) | 聚烯烃制造系统、聚烯烃的制造方法和多相丙烯聚合材料的制造方法 | |
CN112745553A (zh) | 一种耐堆码刚性中型中空吹塑材料的制备方法 | |
CN100432110C (zh) | 使用高浓度烯烃制备聚烯烃 | |
CN112745555A (zh) | 一种耐堆码刚性中型中空吹塑材料 | |
WO2010146145A1 (en) | Polymerization process with improved polymer homogeneity | |
JPH03229713A (ja) | エチレン共重合体の製造方法 | |
CA1102050A (en) | Process for continuously preparing polyolefins |