ES2942756T3

ES2942756T3 - Circuito y proceso para gestionar transitorios en una instalación de producción masiva continua de polímeros expansibles granulados

Info

Publication number: ES2942756T3
Application number: ES18825711T
Authority: ES
Inventors: Riccardo Felisari; Sara Gavioli; Riccardo Inglese
Original assignee: Versalis SpA
Current assignee: Versalis SpA
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: WO2019129686A1; JP7354112B2; MX2020006873A; EP3732008A1; RU2020124677A3; PL3732008T3; BR112020013320B1; PT3732008T; US20200346368A1; FI3732008T3; CN111511514A; KR20200101446A; JP2021507835A; EP3732008B1; RU2020124677A; KR102647116B1; BR112020013320A2; SI3732008T1; HUE061550T2; CN111511514B

Abstract

Circuito y proceso para la gestión de transitorios y anomalías de proceso y producto en una planta de producción de polímeros expandibles granulados EPS o polímeros extruidos XPS, estando situado dicho circuito por ejemplo en una planta de granulación a lo largo de la cual se posicionan: un dispositivo mezclador (35) adecuado para mezclar aditivos y agente de expansión dentro de una corriente de polímero fundido, un granulador (39) o un dispositivo de extrusión colocado aguas abajo de dicho dispositivo de mezcla, una válvula de desviación (38) adecuada para polímeros fundidos colocada a lo largo de la línea que conecta dicho dispositivo de mezcla a dicho granulador o a tdicho dispositivo de extrusión aguas arriba de dicho granulador o extrusor, estando dicha válvula de desviación provista de al menos una entrada (A), una posición de espera (A->C) y una posición de funcionamiento (A->B), comprendiendo dicho circuito además un dispositivo de calentamiento (11) aguas abajo de dicha válvula,un dispositivo de separación (13) aguas abajo de dicho dispositivo de calentamiento adecuado para separar físicamente el agente de soplado del polímero y cualquier aditivo presente en él, y un dispositivo de enfriamiento (15) colocado entre dicho dispositivo de separación y dicho dispositivo de mezcla. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Circuito y proceso para gestionar transitorios en una instalación de producción masiva continua de polímeros expansibles granulados

La presente invención se refiere a un circuito y a un procedimiento para gestionar de transitorios y anomalías de proceso y de producto en una instalación de producción masiva continua de polímeros expansibles granulados (EPS) o polímeros extruidos (XPS) por extrusión.

El objetivo de la presente invención es gestionar los transitorios y anomalías de forma fiable minimizando tiempos y pérdidas de material.

Dicho circuito y proceso se aplican en la gestión de etapas transitorias tales como arranque, parada, interrupción temporal, interrupción y reinicio de la granulación, e incluso más particularmente cuando dicha granulación tiene lugar mediante un granulador sumergido, tal como se describe en el documento WO 03/106544, o un granulador por pulverización, tal como se describe en el documento WO 03/053650. Además, dicho proceso se aplica en la gestión de anomalías del producto que pueden ocurrir en una instalación de producción continua de polímeros expansibles granulados o extruidos. El proceso descrito y reivindicado también se aplica en procesos "oscilantes", es decir, aquellos que ofrecen la posibilidad de producir granulados de polímeros expansibles y no expansibles utilizando la misma instalación.

La producción en "masa continua" se refiere a todos los procesos relacionados con la preparación del polímero en estado fundido y su posterior tratamiento, como la mezcla con otros aditivos, el enfriamiento de la masa fundida y la posterior transformación en partículas sólidas. Esta última etapa puede tener lugar, por ejemplo, por granulación, que transforma la masa fundida en gránulos sólidos (típicamente de un tamaño de 0,3 a 2 mm para el poliestireno expandido; de 1 a 15 mm para los polímeros no expansibles), o por extrusión, que obtiene típicamente formas extruidas (XPS, poliestireno extruido) que se enfrían y solidifican después de la matriz de extrusión.

A efectos de la presente discusión, el término "transitorios" se refiere a todas las etapas del proceso que no son plenamente operativas y, en particular, al arranque, la parada y cualquier anomalía encontrada durante un proceso de producción que pueda afectar tanto al proceso como al producto.

A efectos de la presente discusión, el término "dispositivo final" se refiere al granulador o extrusor mediante el cual la masa de polímero fundido se enfría y solidifica en la forma deseada (en otras palabras, gránulos y formas extruidas, respectivamente).

A efectos de la presente discusión, "capacidad" se refiere al volumen de un recipiente, por ejemplo, un receptáculo, un depósito o dispositivos similares.

A efectos de la presente discusión, a menos que se indique lo contrario, los porcentajes se expresan en masa.

A los efectos de la presente discusión, todas las condiciones operativas indicadas en el texto deben entenderse como condiciones preferidas, aunque no se indique explícitamente.

A efectos de la presente discusión, el término "comprender" o "incluir" también incluye el término "consistir en" o "consistir sustancialmente en".

A efectos de la presente discusión, las definiciones de intervalos siempre incluyen los criterios de evaluación, a menos que se especifique lo contrario.

Durante la producción en masa continua de polímeros expansibles, la instalación puede estar en funcionamiento transitorio.

En efecto, la producción requiere una etapa de arranque del proceso y una etapa de parada. Además, pueden surgir diversos problemas en la dosificación de los aditivos y el polímero, en la regulación de la velocidad de flujo, la temperatura y la presión, o en la propia granulación.

Estas etapas transitorias conllevan importantes inconvenientes, que se ilustran a continuación.

Para la producción de gránulos expansibles (EPS), el granulador sólo puede arrancar en condiciones de funcionamiento claramente determinadas; en particular, suele ser necesario que la velocidad de flujo del polímero expansible ya se encuentre dentro de un intervalo predeterminado, por ejemplo, al menos el 30 % del intervalo nominal, o incluso al menos el 50 % si se utilizan granuladores sumergidos, antes de poder alimentar el granulador. Además, la temperatura y la presión del polímero fundido que entra en la matriz de granulación tienen que estar alineadas de antemano con los valores requeridos para arrancar el granulador. Del mismo modo, la receta tiene que estar alineada con el valor objetivo; en particular, el agente expansor ya tiene que estar presente en la masa fundida de polímero en la cantidad preestablecida. De lo contrario, el arranque de la granuladora puede resultar muy problemática (por ejemplo, si la cantidad de agente expansor es demasiado baja puede producirse un bloqueo por alta presión, ya que el agente expansor reduce significativamente la viscosidad de la masa de polímero fundido) o ineficaz (por ejemplo, si no se abren todos los orificios de la matriz de la granuladora). Así pues, por lo general no es posible arrancar la granuladora partiendo de una instalación inactiva. Por lo tanto, es necesario gestionar esta etapa transitoria de forma fiable, minimizando al mismo tiempo los tiempos y las pérdidas de material. Por lo tanto, en las etapas iniciales, es ventajoso preparar el polímero, para trasportarlo a la velocidad de flujo requerida y añadir el agente expansor y cualquier otro aditivo, sin utilizar el granulador previsto para granular polímeros expansibles.

Además, la parada imprevista o programada de la instalación puede requerir la eliminación del polímero expansible en el estado fundido presente en la misma. De hecho, algunos aditivos típicamente utilizados, como los agentes retardantes de llama y los agentes sinérgicos relacionados, son termolábiles, lo que significa que se degradan y también pueden inducir la depolimerización del polímero en el que están contenidos. Además, el agente expansor tiende a mezclarse y segregarse cuando la velocidad de flujo se reduce por debajo de un valor determinado. Por lo tanto, la masa de polímero expansible contenida en estado fundido en la instalación, después de una parada, generalmente no puede granularse y, por lo tanto, tiene que gestionarse de alguna otra manera.

Por las mismas razones, tanto para el arranque como para la parada de una instalación de producción de polímeros extruidos (XPS), es necesario gestionar de otra manera dicha masa de polímero y evitar que llegue a la matriz de extrusión mediante la cual se crean los productos manufacturados sólidos deseados.

Por estas razones, una instalación de producción de polímeros expansibles granulados necesita una salida secundaria por la que se haga pasar la masa de polímero en estado fundido durante el arranque, limpieza y parada de la instalación, evitando que llegue al dispositivo final. Esta salida se implementa generalmente utilizando una válvula de tres vías, conocida como válvula de "arranque", que desvía la totalidad del polímero expansible hacia dicha segunda salida.

Típicamente, cuando las condiciones lo permiten, después de que la instalación ha arrancado, dicha válvula es desviada a la posición de trabajo, transportando rápidamente la totalidad de la masa de polímero fundido hacia el dispositivo final.

La masa de polímero expansible que sale de dicha segunda salida se transporta generalmente a presión atmosférica y se extrae de la misma manualmente o mediante aparatos mecánicos adecuados, formando bloques de diversos tamaños que se enfrían y solidifican. Sin embargo, esta solución presenta varios inconvenientes. En efecto, el polímero contiene típicamente un agente expansor altamente inflamable que, cuando se lleva a presión atmosférica, provoca una expansión violenta del producto y la liberación de compuestos inflamables a la atmósfera.

Esta expansión produce productos manufacturados de baja densidad y gran volumen, que resultan muy voluminosos para su procesamiento y almacenamiento, con el consiguiente riesgo de incendio.

Si el agente expansor se recupera, por ejemplo, mediante un sistema de captura, sigue disperso en una cantidad significativa de aire, lo que hace muy problemática su reutilización, así como su absorción en medios adecuados como el carbón activo.

Por último, el polímero expandido que sale de dicha segunda vía, al haberse convertido en una masa voluminosa y de baja densidad, no puede reciclarse fácilmente en el proceso, lo que provoca una pérdida neta de producción.

Si la instalación proporciona producción de polímero por fusión de gránulos en un extrusor, y la instalación es de tamaño limitado, el arranque y parada de la misma es relativamente rápida. Por lo tanto, la producción de estos residuos durante el arranque o la parada puede ser manejable y los riesgos asociados pueden contenerse.

Sin embargo, si el polímero procede directamente de una instalación de producción o si la instalación es de gran tamaño, el arranque y la parada no pueden ser inmediatas, por lo que la producción de residuos aumenta considerablemente, así como los riesgos asociados.

Estos inconvenientes son particularmente relevantes para las instalaciones que proporcionan producción de polímero en línea con el proceso de producción de granulados expansibles, ya que los tiempos de arranque y parada también tienen que incluir la etapa relativamente lenta de polimerización del monómero. Un número muy limitado de solicitudes de patente abordan los problemas de los transitorios en una instalación de producción de polímeros aromáticos vinílicos.

El documento WO 2011/092250 describe un método para el arranque de un proceso de producción de gránulos de polímeros aromáticos de vinilo expansibles. El proceso prevé el uso de dos granuladores. El polímero aromático vinílico que contiene un agente expansor se envía a un granulador hasta que la velocidad de flujo de la misma entra en el intervalo operativo para el funcionamiento del segundo granulador y hasta que las proporciones de agente expansor y cualquier aditivo presente se ajustan a las especificaciones.

Los dos granuladores pueden actuar como unidad de reserva cuando se produzcan problemas que requieran la parada, por ejemplo, para mantenimiento, de uno de los dos. Así, en ningún caso el método descrito en WO 2011/092250 prevé una operación de eliminación del agente expansor antes de la granulación de la masa fundida polimérica.

El documento EP 0774332 describe un proceso para granular resinas termoplásticas que es capaz de funcionar de forma continua incluso cuando la viscosidad del polímero cambia significativamente. Esto se consigue utilizando dos cabezales de granulación que operan alternativamente dependiendo de la viscosidad del polímero. La patente no proporciona una operación de eliminación de un agente expansor antes de que la masa fundida de polímero se envíe a granulación.

El documento US 2012/0267818 describe un método de granulación que reduce las pérdidas que pueden producirse durante el arranque o cualquier interrupción intermedia. El método prevé que una masa fundida procedente de un generador se envíe a una pluralidad de cabezales de granulación a través de una válvula de arranque que tiene varias posiciones de funcionamiento. En particular, los granuladores son de diferentes tamaños, de tal forma que durante el arranque es posible utilizar los granuladores de tamaño reducido y luego pasar a granuladores de mayor tamaño. De este modo, es posible evitar interrupciones y reducir los residuos.

El documento WO 2011/092054 describe una instalación para la producción de granulados de material plástico expansible. La instalación proporciona una fuente de polímero fundido, un dispositivo para impregnar el polímero con un agente expansor y un granulador para obtener el granulado a partir del polímero expansible. dispositivo de conmutación desvía el polímero fundido de forma que no fluya a través del dispositivo de impregnación, sino que fluya directamente al granulador. De este modo, es posible granular incluso en ausencia de agente de impregnación, al tiempo que se evitan las zonas muertas en las que el polímero sin agente de expansión podría descomponerse. El polímero sin agente expansor y el polímero impregnado pueden suministrarse independientemente a uno de los dos granuladores, ya que un dispositivo de conmutación rápida permite el arranque de cada granulador de forma independiente.

El documento US 2008/249199 describe un proceso para tratar partículas de polímero cargadas con un propulsor y formar específicamente partículas espumables. En este proceso, las partículas se funden en una extrusora y se elimina el propelente. Posteriormente, se añaden aditivos en cantidades medidas para formar un polímero fundido que comprende aditivos.

Se prepara otro polímero fundido y se añade un propulsor. A continuación, se mezclan los dos polímeros fundidos de manera que los aditivos y los propulsores se distribuyan homogéneamente. La masa fundida homogénea se enfría y se granula.

Las soluciones propuestas en la técnica ofrecen la posibilidad de utilizar un segundo granulador, que puede utilizarse para el arranque, si se producen problemas en el proceso o en el producto. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, en ningún caso existe un dispositivo para eliminar el agente expansor antes de la granulación secundaria.

Por lo tanto, si el agente expansor ya ha sido añadido y mezclado, el granulador secundario debe ser capaz de granular el polímero con agente expansor. Esto plantea problemas críticos, ya que, como es sabido, el agente expansor es típicamente una mezcla de hidrocarburos, más típicamente una mezcla de pentanos, que reduce en gran medida la temperatura de transición vítrea del polímero, haciéndolo así granulable sólo mediante un gran enfriamiento del propio polímero antes y durante la granulación. Este enfriamiento no puede llevarse a cabo si el polímero no contiene pentano, ya que en este caso la viscosidad sería extremadamente alta y las pérdidas de presión serían inaceptables. Si hay problemas de proceso, puede que no se conozca la cantidad de agente expansor; así, tampoco se pueden establecer las condiciones de granulación.

Además, la granulación de un polímero expansible es mucho más problemática que la de un polímero no expansible. De hecho, debido a la mayor compresibilidad del polímero, se requiere una tecnología de granulación específica, en la que los volúmenes se minimizan para reducir el tiempo de respuesta del sistema. El granulador se mantiene a altas presiones, de hasta 2 MPa (20 barg), para evitar la preexpansión de los gránulos y la pérdida del agente expansor. Por razones de seguridad, toda la instalación debe implementarse de acuerdo con normas estrictas que aumentan significativamente los costes de inversión y gestión. El almacenamiento del propio granulado, que puede contener grandes cantidades de agente expansor, resulta ser crítico.

El proceso de acuerdo con la presente solicitud de patente resuelve los problemas mencionados de la técnica anterior.

Así, una materia objeto de la presente solicitud de patente es un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto en una instalación de producción en masa continua de polímeros granulados expansibles o polímeros extruidos.

Otra materia objeto de la presente solicitud de patente es un circuito de acuerdo con la reivindicación 1 para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto, situado en una instalación de producción de polímeros granulados o polímeros extruidos.

Ventajosamente, en el proceso descrito y reivindicado, el polímero expansible sólo se introduce en la atmósfera después de una granulación correcta.

Ventajosamente, el agente expansor se recicla en el proceso, reduciendo los riesgos de explosión, las pérdidas de gases de efecto invernadero y las pérdidas económicas.

Ventajosamente, con el proceso de acuerdo con la presente solicitud de patente, es posible extender el tiempo de arranque y parada según se desee o suspender la producción [stand-by (reposo)] durante un tiempo indeterminado, sin encontrar inconvenientes como la acumulación de material que no puede ser fácilmente revendido o reutilizado.

Otra ventaja es que todo el proceso puede llevarse a cabo durante un tiempo indefinido, sin necesidad de interrumpir la sección de reacción del polímero aguas arriba. Por lo tanto, durante el arranque o reposo, es posible ajustar la receta y eliminar el agente expansor y otros aditivos de la instalación. Como resultado, el proceso descrito y reivindicado es particularmente ventajoso para instalaciones de producción de polímeros expansibles granulados, que extraen el polímero directamente en estado fundido de una instalación de producción continua. Ventajosamente, el granulado obtenido durante la etapa transitoria está libre de agentes expansores, y como tal puede ser fácilmente almacenado y reutilizado. Ventajosamente, la instalación de granulación puede ser convencional, ya que no tiene que proporcionar granulación con agentes expansores que harían necesario el uso de aparatos no convencionales, ya que el polímero expansible se vuelve pegajoso y tiene una viscosidad baja y una inflamabilidad extremadamente alta.

Ventajosamente, al final de dichos transitorios, en otras palabras, cuando la válvula de desviación se desvía de la posición de reposo A ^ C a la posición de Marcha A ^B , para reanudar la producción de gránulos de polímero expansible u hojas de polímero expandido, se produce una interrupción parcial o total de dicha extracción de polímero fundido expansible, y mientras tanto se forma en gránulos de polímero expansible u hojas de polímero expandido.

El proceso descrito y reivindicado es particularmente ventajoso si se aplica en procesos en los que el polímero expansible se produce en la misma instalación o en una instalación adyacente o conectada o si el polímero ya se está utilizando en estado fundido.

El proceso descrito y reivindicado es particularmente ventajoso si se utiliza en instalaciones de producción de polímeros expansibles que proporcionan producción en línea del polímero utilizado en el proceso, y más particularmente para instalaciones que proporcionan producción en línea de polímero aromático vinílico.

Dicho proceso permite gestionar las etapas transitorias y las anomalías de proceso y de producto del proceso de manera fiable y ecocompatible, en particular minimizando o eliminando:

• la manipulación directa de los polímeros en estado fundido;

• la emisión de los agentes expansores a la atmósfera;

• la emisión y el contacto con agentes tóxicos o cáusticos, como, en particular, los aditivos bromados utilizados para conferir propiedades retardantes de llama, y los productos de degradación relacionados;

• la posibilidad de que se produzcan incendios en la masa fundida escurrida, ligada al hecho de que el agente expansor es casi siempre una mezcla de hidrocarburos muy volátiles y altamente inflamables.

Otros objetivos y ventajas de la presente invención se harán más claros a partir de la siguiente descripción y de los dibujos adjuntos, que muestran realizaciones preferidas de la presente invención.

La Fig. 1 muestra una realización preferida del proceso de acuerdo con la presente invención. La Fig. 2 muestra una realización preferida del proceso de acuerdo con la presente invención, con producción continua en línea del polímero y reciclaje del polímero granulado no expansible.

La Fig. 3 muestra una realización preferida del proceso de acuerdo con la presente invención, con producción continua en línea y reciclado del polímero fundido no expansible tal cual.

La Fig. 4 muestra una realización preferida del proceso de acuerdo con la presente invención sin una instalación de producción en línea, pero con reciclaje del polímero granulado no expansible.

La Fig. 5 muestra una realización preferida del proceso de acuerdo con la invención sin una instalación de producción en línea, pero con reciclaje del polímero no expansible libre de aditivos críticos.

Descripción detallada de la invención

El solicitante describirá ahora en detalle el proceso de acuerdo con la presente solicitud de patente, refiriéndose también a los dibujos adjuntos.

Típicamente, en los procesos para producir polímeros expansibles granulados o polímeros extruidos, se prepara una masa de polímero fundido, a la que se añade un agente expansor y, opcionalmente, otros aditivos. La masa así obtenida se mezcla y, tras haber sido llevada a una temperatura y presión predeterminadas, se suministra a un dispositivo para granulación o para extrusión en formas expandidas (láminas extruidas).

En ambos casos, la masa de polímero expansible pasa a través de una matriz antes de ser granulada o extruida en láminas expandidas.

Como se ha indicado anteriormente, en los procesos para producir polímeros expansibles granulados o polímeros extruidos, pueden producirse tanto etapas transitorias como anomalías del producto o del proceso. El proceso de acuerdo con la presente solicitud de patente tiene como objetivo gestionar dichos transitorios y anomalías de manera fiable, minimizando tiempos y pérdidas de material, en instalaciones de producción en masa continua de polímeros expansibles granulados o polímeros extruidos.

El proceso descrito y reivindicado tiene lugar en un circuito cerrado para gestionar de transitorios tal y como se describe y reivindica a continuación.

En un circuito cerrado, una parte de la masa de polímero fundido, que contiene un agente expansor y aditivos opcionales, se desvía mediante una válvula de desviación adecuada para polímeros fundidos, antes de entrar en un dispositivo de granulación o extrusión.

La masa de polímero fundido se calienta a una temperatura T1 superior o igual a 160 °C si la temperatura de dicha masa es inferior a 160 °C. El calentamiento tiene lugar en un dispositivo de calentamiento situado aguas abajo de dicha válvula de desviación. Tras el calentamiento opcional, la masa de polímero fundido se envía a un dispositivo de separación física con el fin de eliminar el agente expansor de dicha masa fundida. La separación opera a una presión P2 menor o igual a 0.5 MPa (5 bar) absolutos, formando una segunda masa de polímero fundido libre de agente expansor.

Dicha segunda masa de polímero fundido se libera del agente expansor y se acumula en la instalación para su posterior reutilización, o se granula o extrusiona utilizando dispositivos apropiados adecuados para tal fin.

Si se reutiliza en la instalación, dicha segunda masa de polímero fundido se mezcla con la masa fundida inicial.

El agente expansor retirado se reutiliza en la instalación, tras ser enfriado en un dispositivo de intercambio de calor situado aguas abajo del dispositivo de separación e integrado en un dispositivo de reposición. La temperatura T1 a la que se calienta la masa fundida de polímero expansible puede ser preferentemente entre 175 °C y 260 °C, y aún más preferentemente entre 180 °C y 250 °C, y aún más preferentemente entre 190 °C y 230 °C.

La separación puede realizarse a una presión P2 preferentemente inferior o igual a 0,3 MPa (3 bares) absolutos, aún más preferentemente entre 0,001 MPa (0,01 bares) absolutos y 0,2 MPa (2 bares) absolutos, aún más preferentemente a una presión entre 0,005 MPa (0,05 bares) absolutos y 0,15 MPa (1,5 bares) absolutos.

La masa de polímero fundido que comprende el agente expansor puede mantenerse ventajosamente, antes de la separación física, a una presión superior a la del dispositivo para la separación física. Preferentemente, dicha presión P1 es superior o igual a 0,6 MPa (6 bar) absolutos, preferentemente superior o igual a 0,10 MPa (10 bar) absolutos, aún más preferentemente comprendida entre 0,15 (15 bar) absolutos y 25 MPa (250 bar) absolutos, en cualquier caso, inferior o igual a 25 MPa (250 bar) absolutos. Para conseguir esta diferencia, puede ser ventajoso planificar el dispositivo de separación de manera que el polímero sufra una pérdida de presión correspondiente inmediatamente antes de la separación. Por ejemplo, el separador puede comprender una pluralidad de orificios de un número, diámetro y longitud tales que a la velocidad de flujo proporcionado la pérdida de carga sea igual a dicha diferencia de presión.

Además, una válvula adicional, que permite mantener una presión predeterminada en el polímero que comprende el agente expansor, independientemente de las condiciones de separación, tal como se describe a continuación, puede proporcionarse entre el dispositivo de calentamiento y el separador.

La válvula de desviación debe tener al menos una posición de entrada (A) y dos posiciones de salida (B y C): una posición de reposo (A ^C ) y una posición de marcha (A^B).

Cuando la válvula está en la posición de reposo, la masa de polímero fundido se dirige al dispositivo de calentamiento; por el contrario, cuando está en la posición de funcionamiento, la masa de polímero fundido se dirige a un dispositivo de granulación o extrusión.

En general, es deseable desviar la válvula a la posición de reposo cuando hay problemas en el dispositivo de granulación o en algún otro aparato del proceso que recibe el producto granulado, o cuando hay condiciones de proceso anómalas, como alta presión del polímero que llega al granulador, baja velocidad de flujo del agua que llega al granulador, baja presión en las cuchillas de corte del granulador, baja presión en la cámara de granulación.

Incluso durante el arranque y la parada de la instalación, la válvula se desvía a la posición de reposo y el polímero fundido pasa de la posición de entrada a reposo (A ^C ) mientras que la salida en marcha (B) está cerrada.

Es posible desviar la válvula manualmente o implementar un sistema de control de forma que desvíe la válvula a la posición de reposo automáticamente cuando se produzcan determinadas condiciones de alarma.

Para que la desviación sea efectiva, generalmente es deseable que tenga lugar en un tiempo corto, típicamente en un tiempo menor o igual a un minuto.

Ventajosamente, la válvula de desviación puede estar equipada con un amortiguador que actúe de tal manera que la acción de desviación siempre pueda tener lugar cuando se requiera, incluso en condiciones anómalas de la instalación.

Por ejemplo, el accionamiento puede ser hidráulico, en cuyo caso el aceite hidráulico utilizado para desplazar los cilindros hidráulicos se mantiene siempre presurizado en una capacidad dedicada. De este modo, incluso en caso de mal funcionamiento inesperado de la bomba de presurización, es posible llevar a cabo el desvío del producto hacia la posición de reposo. En efecto, de lo contrario, si fuera necesario desviar la masa de polímero fundido y la bomba de aceite hidráulico no arrancara, la desviación de la válvula hacia la posición de reposo no tendría lugar, lo que podría causar problemas importantes en la instalación, así como problemas de seguridad. Incluso si el dispositivo de suministro de polímero (normalmente una bomba de engranajes) se detuviera, con la reducción de presión el agente expansor contenido en el polímero presente en las tuberías y aparatos se expandiría, desplazando grandes cantidades de polímero fuera de la matriz. Por lo tanto, es ventajoso asegurarse de que la válvula desviadora pueda desviarse hacia la posición de reposo en cualquier eventualidad.

En una realización preferida, una proporción de masa de polímero fundido, denominada descarga, se suministra continuamente hacia la posición de reposo de la válvula o aguas abajo de la válvula, incluso cuando ésta está alineada en la posición de marcha. Dicha descarga puede comprender el agente expansor y los aditivos, pero preferentemente se realiza con polímero libre de aditivos y agente expansor cuando está disponible.

En el modo de funcionamiento "estático" (o en todos los casos excepto el modo de funcionamiento dinámico mencionado a continuación), dicha proporción es típicamente inferior al 20 % de la masa de polímero fundido expansible enviada al dispositivo de granulación o extrusión, más preferentemente entre el 0,1 % y el 15 %, incluso más preferentemente entre el 0,5 % y el 10 %.

En el modo de funcionamiento dinámico descrito a continuación, donde el nivel de descarga se varía dinámicamente, durante la descarga rápido la velocidad de flujo de la misma puede incluso alcanzar el 80 % de la masa fundida de polímero expansible enviada al dispositivo de granulación o extrusión.

La descarga puede realizarse mediante una configuración adecuada de la válvula desviadora, que pone la entrada A en comunicación con la salida C a través de un conducto auxiliar, incluso cuando está alineada en la posición A ^ B (posición de marcha), o con un conducto de derivación de la válvula que pone (A) en comunicación con (C); en la primera etapa (conducto auxiliar), la salida (C) de la válvula también se lava, mientras que en el segundo caso (conducto de derivación) la limpieza se realiza desde el punto de inserción de la derivación, aguas abajo de la salida (C). Como alternativa, la descarga también puede realizarse mediante la aspiración directa de la masa de polímero fundido que entra en el dispositivo de mezcla o antes de este dispositivo, y posteriormente esta aspiración se introduce directamente en (C) sin añadir ni mezclar expansores ni ningún otro aditivo.

Una ventaja significativa de esta opción es que el polímero separado preferentemente no contiene aditivos, lo que significa que puede reutilizarse sin temor a que altere significativamente la composición de la formulación.

Además, en este caso es particularmente sencillo y ventajoso regular dinámicamente la cantidad de polímero de descarga.

El modo de funcionamiento de la descarga dinámico permite aumentar la velocidad de flujo de descarga poco después de que la válvula se desvíe a la posición de marcha (A^B), con el fin de lavar rápidamente el polímero expansible hacia el separador y limitar así su degradación. En esta etapa, conocida como etapa de descarga rápida, la velocidad de flujo de descarga puede alcanzar el 90 % de la masa de polímero expansible producida normalmente y suministrada al dispositivo de granulación o extrusión, más preferentemente entre el 20 % y el 80 % de dicha masa de polímero expansible.

Después de la descarga de la masa de polímero expansible, la velocidad de flujo de descarga puede reducirse ventajosamente para minimizar la proporción de masa de polímero que no llega al dispositivo de granulación o extrusión y que, por lo tanto, no produce producto acabado. En esta etapa, la cantidad de descarga es la misma ya indicada para el modo de funcionamiento "estático", o como se ha indicado anteriormente en una proporción de entre el 0,1 % y el 15 % del polímero expansible producido.

El tiempo típicamente requerido para la descarga rápido es el tiempo necesario para desplazar el producto atrapado en los aparatos entre la salida (C) (reposo) de la válvula de desviación y el dispositivo de granulación o extrusión o los aparatos para la reutilización del producto libre del agente expansor.

Para dicha regulación dinámica basta con aplicar, por ejemplo, una bomba de velocidad variable a dicho polímero de descarga, entre la entrada al dispositivo mezclador y la salida (C) de la válvula de desviación, por ejemplo, una bomba de engranajes.

Si la masa de polímero expansible se ha acumulado en una capacidad, dicha bomba puede disponerse ventajosamente en la base de esta capacidad.

El polímero de descarga, durante el funcionamiento con la válvula de desviación en la posición de marcha (A^-B), hace posible una descarga lenta continua de la línea que transporta la masa de polímero fundido hacia el dispositivo de calentamiento en el que se calienta la masa de polímero fundido y hacia el dispositivo de separación. El retorno continuo de polímero a la línea que va desde (C) hasta el dispositivo de separación y la bomba impide que dicha masa de polímero se degrade excesivamente con el tiempo, incluso cuando la válvula se mantiene en la posición de marcha (A ^B ) durante mucho tiempo. Dado que la degradación del polímero conduce generalmente a una reducción de su viscosidad, si el polímero que fluye en la línea entre (C) y la salida de base del dispositivo de separación no se retira, acabará por no ser granulable y/o reciclable. Por lo tanto, la descarga permite ventajosamente mantener la válvula de desviación alineada en el sentido de marcha durante un tiempo indeterminado, preferentemente mayor o igual a un mes, permitiendo así maximizar la producción de granulado o extrudado. Sorprendentemente, la descarga tiene un efecto positivo adicional, ya que facilita la puesta en marcha de la granulación del granulado expansible.

En efecto, si la granulación arranca en ausencia de descarga, se observa a menudo que la presión en la matriz es más elevada y que es más difícil abrir todos los orificios de la matriz.

Este fenómeno es particularmente evidente cuando el arranque de la granulación del granulado expansible tiene lugar tras breves interrupciones de la producción.

En otras palabras, si la válvula de desviación ha estado constantemente alineada en la posición de marcha durante mucho tiempo y posteriormente se desvía a la posición de reposo para hacer frente a alguna contingencia, en ausencia de descarga será difícil reanudar la granulación sin esperar un período de tiempo mínimo (por ejemplo, al menos una hora), en el que el polímero expansible pasa de A a C.

Por el contrario, en presencia de dicha descarga, se observa que no es necesario esperar dicho período de tiempo, y por lo tanto es posible reanudar la granulación del granulado expansible incluso después de interrupciones extremadamente cortas (es decir, pasando el polímero expansible alineado de A a C incluso durante menos de un minuto).

Por lo tanto, mediante la aplicación de dicha descarga, es posible interrumpir el envío de la masa de polímero expansible al dispositivo de granulación o extrusión, y por lo tanto interrumpir la producción y, cuando esté listo, reiniciar dicho flujo hacia el dispositivo para reanudar la granulación de la masa expansible o la producción de láminas expandidas extruidas, en cualquier momento y para cualquier duración de dicha interrupción de la producción (que puede variar desde unos pocos segundos hasta varios días).

En ambos casos, la descarga permite reanudar inmediatamente la producción de granulado expansible o de láminas extruidas expandidas.

Sin embargo, en caso contrario suele ser necesario llevar a cabo varios intentos de arranque antes de obtener una granulación o extrusión de alta calidad, con la consistencia necesaria en la calidad del producto obtenido.

Al final de los transitorios, se produce una interrupción parcial o total del estiraje o desviación de la masa de polímero fundido expansible, en la medida en que la válvula de desviación se desvía de la posición de reposo A ^ C a la posición de marcha A ^B , con el fin de reanudar la producción de gránulos de polímero expansible o de láminas de polímero expandido.

Al final del periodo transitorio, el tiempo que transcurre entre la interrupción de la extracción de la masa de polímero, es decir, el momento en que la válvula de desviación alcanza de nuevo la posición de marcha A ^B , y la formación de gránulos de polímero expansible o láminas de polímero expandido, es decir, el momento en que el polímero expansible vuelve a salir de la matriz, es inferior o igual a un minuto, aún más preferentemente inferior o igual a 10 segundos, aún más preferentemente inferior o igual a 3 segundos.

Opcionalmente, hay un segundo estirado de la masa de polímero fundido no expansible estirada antes de mezclarse con el agente expansor y cualquier otro aditivo, que elimina la masa de polímero expansible que permanece atrapada en los aparatos al final de dicho transitorio. El segundo estiraje, de acuerdo con el primer modo de funcionamiento dinámico descrito, se modula opcionalmente en el tiempo, de manera que se sitúa entre el 20 y el 80 % de la capacidad de la masa de polímero expansible durante el tiempo necesario para reemplazar el producto atrapado en dichos aparatos, y luego se reduce a una proporción de entre el 0,1 % y el 15 % del polímero expansible producido; o, de acuerdo con el modo de funcionamiento estático descrito anteriormente, se mantiene en una proporción constante, de entre el 0,1 % y el 15 % del polímero expansible producido.

Los polímeros granulados o extruidos libres de agente expansor pueden venderse tal cual, o pueden reciclarse en el proceso de producción de los polímeros expansibles, fundiéndolos (por ejemplo, con una extrusora), y posteriormente inyectándolos y mezclándolos con la masa de polímero expansible en estado fundido. Alternativamente, pueden ser suministrados directamente a la masa fundida, ya en estado fundido, antes de la inyección del agente expansor. En este último caso, la masa de polímero fundido puede llevarse a una zona de acumulación, como la base del devolatilizador de una instalación de producción de polímeros.

El agente expansor puede retirarse del dispositivo mediante separación física y puede recogerse, por ejemplo, mediante un dispositivo de refrigeración, como un condensador conectado a una zona de acumulación situada debajo, para reutilizarse en el proceso de producción de las composiciones granuladas expansibles.

En el proceso descrito y reivindicado, la masa de polímero puede comprender los siguientes polímeros.

Los polímeros termoplásticos basados en compuestos alquenil aromáticos pueden preferentemente estar presentes, más preferentemente homopolímeros y copolímeros de compuestos alquenil aromáticos y comonómeros copolimerizables insaturados. Los comonómeros copolimerizables preferidos incluyen comonómeros seleccionados entre butadieno; etileno; acetato de vinilo, anhídrido maleico; ácido (met)acrílico; éster alquílico del ácido (met)acrílico en el que el grupo alquilo contiene de 1 a 4 átomos de carbono, más preferentemente seleccionados de acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de isopropilo, acrilato de butilo; amidas y nitrilos del ácido (met)acrílico, más preferentemente seleccionados de acrilamida metacrilamida, acrilonitrilo, metacrilonitrilo. Los monómeros copolimerizables preferidos se seleccionan entre acrilonitrilo, acrilato de butilo y metilmetacrilato.

En el proceso descrito y reivindicado, pueden estar presentes composiciones de compuestos alquenil aromáticos y compuestos no alquenil aromáticos.

En el proceso descrito y reivindicado, pueden estar presentes uno o más homopolímeros alquenil aromáticos, uno o más copolímeros alquenil aromáticos, mezclas de uno o más homopolímeros o copolímeros alquenil aromáticos, o mezclas de cualquiera de los anteriores con un polímero no alquenil aromático.

Los polímeros alquenil aromáticos adecuados para los fines de la presente solicitud de patente incluyen los derivados de compuestos aromáticos vinílicos, preferentemente seleccionados entre estireno, divinil benceno, a-metil estireno, etil estireno y bromoestireno; más preferentemente divinil benceno, a-metil estireno, estireno.

Entre los compuestos insaturados, pueden estar presentes compuestos que se seleccionan entre terpenos, ácidos y ácidos alquil éster que pueden copolimerizar con los monómeros aromáticos vinílicos y, por lo tanto, pueden utilizarse en el presente proceso.

Típicamente, el polímero alquenil aromático o vinil aromático resultante tiene un peso molecular medio (PM) de entre 80.000 y 400.000, preferentemente entre 100.000 y 260.000 daltons.

Otros polímeros, como el polifenil éter, pueden añadirse a dicho polímero alquenil aromático o vinil aromático para mejorar la rigidez mecánica o la resistencia al calor del polímero. El óxido de polifenileno puede estar presente preferentemente en la masa de polímero expansible en una proporción de entre el 0,5 % y el 12 %.

En la masa de polímero expansible pueden utilizarse preferentemente copolímeros o copolímeros aleatorios con bloques a base de vinilo aromático, que se seleccionan más preferentemente entre caucho de estireno-butadieno-estireno, caucho de estireno-isopreno-estireno, copolímero de estireno-butilacrilato, poliestireno de alto impacto (HIPS), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), estireno-acrilonitrilo (SAN).

En la masa de polímero expansible, pueden utilizarse preferentemente polímeros basados en etileno, más preferentemente etileno vinil acetato (EVA), polietileno (PE), polibutil tereftalato (PBT) o polietileno tereftalato (PET). En la masa de polímero expansible pueden utilizarse fragmentos de polímeros utilizados en el proceso descrito y reivindicado, así como materiales molidos de productos postconsumo y perlas de poliestireno expansible no deseado (como las fracciones no deseadas resultantes del proceso de producción por suspensión).

Pueden añadirse aditivos convencionales a los polímeros utilizados en el proceso descrito y reivindicado. Dichos aditivos se seleccionan entre agentes de transferencia de cadena, agentes de ramificación y agentes nucleantes. Entre los agentes típicos de transferencia de cadena se incluyen los alquilmercaptanos, el pentafeniletano y el dímero de metilestireno. Ejemplos de agentes de ramificación son el butadieno y el divinilbenceno.

Los aditivos suministrados en el proceso descrito y reivindicado son cualquier material adecuado para ser procesado en un polímero fundido. Típicamente, estos aditivos incluyen lubricantes, plastificantes, hidrorrepelentes, antioxidantes, agentes nucleantes, retardantes de llama, estabilizadores de bromo y supresores de humo. A continuación, se enlistan algunos ejemplos no limitativos:

- carbono elemental, como materiales de grafito, negro de carbón, coque, en particular coque de petróleo calcinado, antracita, coque de aguja y coque grafitizado, nanofibras de carbono, carbono vítreo;

- agentes autoextinguibles tales como compuestos a base de halógenos, tales como preferentemente hexabromociclodecano, tetrabromobisfenol A bis (dibromopropiléter), tetrabromobisfenol A bis (aliléter), y polímeros bromados, tales como copolímeros en bloque de estireno-butadieno bromados; o compuestos sin halógenos;

- agentes sinérgicos con la autoextinción, es decir, moléculas que tengan un enlace lábil de tipo C-C, como el 2,3-dimetil-2,3-difenilbutano; o de tipo O-O, como el peróxido y, más concretamente, el 3,6,9-trietil-3,6,9-trimetil-1,4,7-triperoxinonano o el peróxido de dicumilo;

- derivados inorgánicos o silicio, magnesio, aluminio, como talco, sílice, hidrotalcita, mica y similares; óxidos y dicalcogenuros de metales y semimetales.

Algunos de los aditivos enlistados anteriormente, como el talco, la sílice, la hidrotalcita, la mica, el coque, el grafito, el negro de humo o el grafeno y los nanoplatos de grafeno, no se funden a la temperatura a la que se encuentra el polímero fundido. Dichas partículas se denominarán en lo sucesivo partículas no fundibles. Además, D⁹⁰se define con referencia a las partículas no fundibles, como el tamaño por debajo del cual se encuentra el 90 % en volumen de la población total de dichas partículas no fundibles.

D⁹⁰se mide por el método de difracción láser estática (Malvern Mastersizer 2000) en una muestra que contiene dichos materiales no fundibles en las mismas proporciones utilizadas en el proceso. Dicha muestra se dispersa en agua, se somete a la acción de ultrasonidos durante 10 minutos y posteriormente se envía al instrumento de medida (Malvern Mastersizer 2000). El algoritmo utilizado es el de Mie con la suposición de partículas esféricas y con aplicación de un índice de refracción complejo de 1,6 (parte real) y 0,3 (parte imaginaria).

El D⁹⁰de las partículas no fundibles no debe exceder la mitad del diámetro de los agujeros de la matriz, y más preferentemente el D⁹⁰no debe exceder 1/4 del diámetro de los agujeros de la matriz.

Los agentes expansores que pueden utilizarse en el proceso descrito y reivindicado son hidrocarburos que tienen de 3 a 7 átomos de carbono, tales como dióxido de carbono, monóxido de carbono, agua, alcohol etílico y éter etílico. De éstos, se prefieren los compuestos de hidrocarburos que tienen de 4 a 6 átomos de carbono.

preferentemente, el agente expansor se utiliza en una cantidad que varía entre el 3 % y el 8 % en peso, basado en 100 partes en peso de polímero granulado.

También pueden usarse mezclas de agentes expansores que tengan varios puntos de ebullición, y tienen la ventaja de promover la expansibilidad de la espuma.

Una realización preferida del proceso de acuerdo con la presente solicitud de patente se describirá ahora, haciendo referencia a la Fig. 1.

Un polímero en estado fundido (F1) se prepara en una extrusora, por ejemplo, del tipo de tornillo simple o doble, o directamente en una instalación de producción del polímero (no mostrada en la Fig. 1).

El polímero fundido (F1) así producido se suministra junto con un agente expansor, a través de un sistema adecuado de dosificación y bombeo (41), por ejemplo, una bomba de pistón o una bomba de membrana, a un dispositivo mezclador (35). Dicho dispositivo puede ser un mezclador estático, por ejemplo, compuesto por una serie de mezcladores estáticos SMX producidos por Sulzer, o puede ser un mezclador dinámico, como una extrusora de un solo tornillo o de doble tornillo.

Opcionalmente, también pueden suministrarse otros materiales (F3) a (35). Por ejemplo, pueden suministrarse otros polímeros, o composiciones de polímero que incluyan, además del polímero, otros aditivos tales como agentes modificadores de la reología del polímero, agentes nucleantes, agentes retardadores de llama y aditivos atérmicos. Otros materiales posibles son un polímero reciclado, que se produce a partir de residuos por estar fuera de especificación, y que puede proceder de la misma instalación o de otras producciones.

Una vez mezclado en (35), el polímero se lleva a la válvula desviadora (38). La válvula desviadora (38) puede activarse en cualquier momento según sea necesario.

En general, es deseable desviar la válvula a la posición C (posición de reposo) cuando hay problemas en el granulador (39), o en cualquier otro aparato que reciba el producto granulado (P1), o cuando hay condiciones anómalas de proceso, como alta presión del polímero que llega al (39), baja velocidad de flujo del agua que llega al granulador (39), baja presión en las cuchillas de corte del granulador (39), baja presión en la cámara de granulación (39).

Durante el arranque y la parada, la válvula (38) se desvía hacia la posición C, y el polímero fundido pasa de la posición A a la C, mientras que la salida B está cerrada.

La masa de polímero fundido puede opcionalmente ser llevada a la temperatura y presión requeridas por el proceso, antes de ser mezclada en (35), y antes de ser granulada en (39). Para este propósito, pueden proporcionarse bombas de presurización (de refuerzo), tales como bombas de engranajes, y cambiadores de calor, tales como intercambiadores de calor mezcladores.

Cuando la válvula está en la posición de reposo (C), la masa de polímero fundido pasa a través de un intercambiador de calor (11) que calienta dicha masa y eleva la temperatura de la masa fundida a un valor tal que permite la posterior eliminación de la mayor parte del agente expansor presente en ella; dicha eliminación tiene lugar durante la despresurización en el dispositivo de separación (13), por ejemplo, un devolatilizador.

La temperatura de la masa fundida de polímero expansible que llega a (13) es mayor o igual a 160 °C, y puede estar preferentemente entre 175 °C y 260 °C, y puede estar aún más preferentemente entre 180 °C y 250 °C, y aún más preferentemente entre 190 y 230 °C.

En el devolatilizador (13), el agente expansor se separa del polímero calentado (11) mientras se mantiene la presión en (13) a un nivel inferior o igual a 5 bares absolutos, preferentemente inferior o igual a 3 bares absolutos, aún más preferentemente entre 0,01 bares absolutos y 2 bares absolutos, aún más preferentemente a una presión de entre 0,05 bares absolutos y 1,5 bares absolutos.

Se ha observado que es ventajoso mantener el polímero en (11) a una presión superior a la de (13). Preferentemente, la presión en (11) es superior o igual a 6 bar absolutos, preferentemente superior o igual a 10 bar absolutos, aún más preferentemente entre 15 bar absolutos y 250 bar absolutos.

La caída de presión entre (11) y (13) puede consistir en un estrechamiento concentrado (por ejemplo, una válvula) o distribuido (por ejemplo, caída de presión en el tubo de transferencia o, si el devolatilizador (13) comprende un distribuidor, en el propio distribuidor).

Es ventajoso mantener el devolatilizador (13) calentado utilizando una camisa calefactora u otro sistema de calefacción, especialmente la base del mismo.

Se ha observado además que, para evitar picos de presión cuando (38) se desvía en C, es ventajoso mantener el distribuidor calentado mediante un revestimiento de aislamiento térmico, una camisa de aceite térmico, una resistencia eléctrica u otro modo de funcionamiento conocido en la técnica.

Los gases extraídos del devolatilizador (13) pasan por un condensador (15) donde se lleva a cabo la condensación del agente expansor.

En el devolatilizador (13) o en el condensador (15), puede instalarse una boquilla de la que se purgan los gases no condensables, como el aire inicialmente presente en la fase gaseosa, u otras posibles sustancias no condensables presentes en el polímero expansible. En este caso, los gases no condensables extraídos pueden pasar opcionalmente a través de otros dispositivos comúnmente utilizados en la técnica, tales como tambores de carbón activo, adecuados para evitar la dispersión del agente expansor o de otras especies químicas tóxicas en el medio ambiente, o pueden pasar a través de uno o más protectores hidráulicos, u otros dispositivos de regulación de la presión, tales como válvulas de regulación colocadas en retroacción con respecto a la presión registrada en (13).

Se ha comprobado que el uso de un protector hidráulico es particularmente ventajoso, ya que cuando la masa de polímero fundido expansible llega a (13) puede producirse una rápida e inesperada producción de vapores del agente expansor, con el consiguiente aumento de la presión en (13) y (15). Si la presión sobrepasa la cabeza de la protección hidráulica, ésta deja pasar inmediatamente los vapores, impidiendo así que se sobrepase la presión deseada en (13) y (15), lo que de otro modo sería perjudicial para el buen funcionamiento del sistema de extracción del agente expansor.

Los gases que salen de (13), antes de llegar a (15), pueden pasar opcionalmente a través de trampas, para separar cualquier líquido transportado por el gas. También pueden utilizarse separadores, opcionalmente precedidos por un intercambiador de calor de refrigeración, para condensar y separar cualquier componente presente en la masa de polímero expansible que tenga una temperatura de condensación superior a la del agente expansor. Estos componentes son típicamente oligómeros y monómeros presentes en la masa de polímero fundido u otros aditivos de bajo punto de ebullición introducidos en ella.

El agente expansor condensado en (15) puede recogerse en una capacidad tal que pueda reutilizarse posteriormente en el proceso a través de la bomba (41) como alternativa o en combinación con el agente expansor de reposición F2. El polímero libre de agente expansor se recoge del fondo del devolatilizador (13). A partir de ahí puede reciclarse al proceso (F3) mediante una bomba (14), directamente en estado fundido.

Alternativamente, el polímero fundido (P2) puede granularse, por ejemplo, utilizando un cortador de espaguetis o un granulador de anillo de agua, un granulador subacuático o un granulador de pulverización. Los gránulos así obtenidos pueden reutilizarse en el proceso, por ejemplo, fundiéndolos en una extrusora adecuada de un solo tornillo o de doble tornillo, o venderse tal cual.

En el presente texto, la frase "libre de agente expansor" se refiere a un polímero en el que el agente expansor se ha reducido al menos en un 80 % en peso con respecto al polímero expansible granulado, más preferentemente al menos en un 90 %, incluso más preferentemente al menos en un 95 %, basándose en la cantidad de agente expansor en masa contenida en el polímero expansible suministrado al dispositivo de granulación o extrusión. Del mismo modo, para los fines de la presente invención, "eliminar el agente expansor" significa reducir la cantidad de agente expansor contenida en el polímero en las cantidades indicadas anteriormente.

Como se ha indicado, durante el arranque del proceso, la válvula (38) se encuentra en la posición de reposo (C). Posteriormente, se prepara la receta de polímero con las características deseadas, suministrando además cualquier otro aditivo y el agente expansor a F1 a través de la bomba (41). Cuando la velocidad de flujo de la masa de polímero fundido, la receta y los perfiles de temperatura y presión se han estabilizado en torno a los valores previstos para el funcionamiento, se desvía la válvula (38), haciendo que la masa fundida pase de la posición C (reposo) a la posición B (marcha).

El dispositivo (39) puede ser cualquier aparato conocido en la técnica capaz de producir una partícula sólida expansible, o una partícula en la que al menos el 80% en peso del agente expansor se mantiene dentro de la composición, o capaz de producir una expansión, como un dispositivo de estiraje de poliestireno extruido (XPS), y en el que el agente expansor residual es típicamente inferior al 50 %.

En el primer caso, dicho dispositivo es típicamente un cortador de espaguetis, o más preferentemente un cortador bajo un cabezal de líquido (granulador subacuático) o un cortador que tiene un enfriamiento provocado mediante una pulverización de líquido (granulador por pulverización).

En un sistema sumergido o de pulverización, la válvula (38) puede corresponder a la válvula de arranque necesaria para el arranque del granulador.

Para arrancar un granulador sumergido o de pulverización, la composición expansible, inicialmente en reposo (C), es desviada hacia la posición de marcha (B), para provocar la purga en la matriz. Esta purga es necesaria para llenar toda la cavidad de la matriz con el polímero expansible, de tal forma que, en la siguiente puesta en marcha, los agujeros de la matriz, que ya están llenos de polímero, puedan extruir polímero inmediatamente antes de que el fluido refrigerante, típicamente agua, pueda congelarlos.

Una vez realizada la purga, se interrumpe el suministro del polímero fundido desviando la válvula de arranque hacia reposo (C). Posteriormente, siguiendo un esquema predeterminado, se limpia la matriz del polímero, se cierra el granulador, se arranca, se colocan las cuchillas contra la superficie de la matriz, y se desvía el polímero hacia la matriz llevando la válvula (38) de nuevo a la posición de marcha (B), mientras que el fluido refrigerante se dirige hacia el granulador en un tiempo predeterminado ligeramente adelantado o retrasado con respecto a la desviación de la válvula (38).

Si el arranque del granulador ha sido exitoso, el polímero fundido continuará fluyendo desde A hacia B, y se producirán los granulados expansibles. Mientras tanto, en caso de cualquier anomalía, por ejemplo, en presencia de bloques de polímero de diversos tamaños, bloqueo de la descarga del granulador (con el consiguiente aumento de la presión en la misma), desprendimiento de las cuchillas de la matriz, congelación de los orificios de la matriz (con el consiguiente aumento de la presión del polímero por encima de un valor de alarma predeterminado), será necesario interrumpir la granulación.

En una configuración tradicional, esto implicaría la desviación de la válvula de arranque en la dirección de purga, seguida de una parada rápida necesaria del flujo de polímero, agente expansor y cualquier otro aditivo, para evitar grandes cantidades de material inflamable, que es difícil de reciclar (ya que no está granulado), a la atmósfera. Además, debe tenerse en cuenta que la presencia de agente expansor tiene el efecto de hinchar en gran medida el polímero que se purga. Por lo tanto, se generan volúmenes muy grandes de material expandido, que es difícil de gestionar.

La desviación del polímero expansible hacia otro granulador (alternativo) para polímeros expansibles es igualmente crítica. Por ejemplo, si los problemas encontrados se deben a la composición del polímero, por ejemplo, debido a un contenido anormalmente alto de agente expansor que disminuye la viscosidad y hace que el polímero a cortar sea aún más pegajoso, también se reproducirían en el granulador alternativo.

Sin embargo, si no se puede granular en ninguno de los dos granuladores, hay que parar la instalación. Esto implica un tiempo de parada elevado, ya que debe detenerse la dosificación de todos los aditivos y, en particular, la dosificación del agente expansor.

Si el agente expansor está compuesto por una mezcla de hidrocarburos, como una mezcla de n-pentano e isopentano, su dosificación debe ser gradual y, por lo tanto, requiere tiempo. En efecto, el agente expansor influye en la reología del polímero, en particular reduciendo también la viscosidad del mismo en un orden de magnitud.

Además, si el polímero procede de una instalación de polimerización en línea con una instalación de producción de polímeros, la detención de esta última implicaría inevitablemente la detención de la primera. Detener y reanudar la reacción de polimerización suele requerir tiempos muy largos, especialmente si se tiene en cuenta el tiempo necesario para estabilizar la calidad del producto obtenido.

En el proceso descrito y reivindicado, sin embargo, no es necesario interrumpir el flujo del polímero, el agente expansor y los aditivos. Tampoco es necesario modificar la formulación del polímero expansible, ni la velocidad de flujo de las descargas.

Una vez desviada de A hacia C, la masa de polímero fundido pasa por un intercambiador de calor (11) y es posteriormente desvolatilizada en (13). La masa de polímero fundido, libre de agente expansor, se acumula en el devolatilizador (13) o en otra capacidad. La tapa por el intercambiador de calor es opcional si la temperatura de la masa de polímero fundido ya está a la temperatura T1 descrita anteriormente. De hecho, en este caso, es posible que la masa de polímero fundido se envíe directamente desde C al devolatilizador (13) o a otra capacidad.

Cuando se desea reutilizar el material generado, la bomba (14), que recicla la masa fundida libre de agente expansor, puede dirigirse de nuevo hacia el dispositivo mezclador (35), o bien dicha masa fundida puede enviarse a un granulador convencional para granulados no expansibles (como un granulador con cortador de espaguetis, un granulador sumergido o un granulador pulverizador). Estos granulados pueden posteriormente venderse o reutilizarse en este u otros procesos.

Independientemente de la granulación de la composición no expansible, cuando los problemas que habían causado la interrupción de la granulación han terminado, la desviación de A hacia B (posición de marcha) puede ser provocada de nuevo para reanudar la extrusión de XPS o provocar la purga antes de que el granulador (39) sea reiniciado. Esto puede realizarse sin modificar ni siquiera ligeramente la formulación o la velocidad de flujo de la composición, por lo que no hay necesidad de ajuste, reduciendo considerablemente el tiempo necesario para el arranque. El modo de funcionamiento que se acaba de describir puede aplicarse tanto para interrupciones cortas como para interrupciones largas, incluso de semanas, lo que hace que el proceso descrito y reivindicado sea particularmente flexible y eficaz.

Otra realización preferida de acuerdo con la presente invención es la ilustrada en la Fig. 2.

La Fig. 2 describe una instalación de producción de granulados expansibles con reciclado del polímero no expansible en forma de gránulos, en línea y por lo tanto vinculada a una instalación de producción del polímero de partida.

El polímero fundido (F1), procedente de los reactores de polimerización (30), se calienta en (31) para eliminar el disolvente y el monómero sin reaccionar en el devolatilizador (32). El volumen de recogida del polímero de (32) puede utilizarse ventajosamente como capacidad de almacenamiento temporal, a fin de posibilitar el arranque y el cierre independientes de la instalación aguas arriba y aguas abajo. La bomba (33) suministra el polímero acumulado en (32) hacia la instalación de producción de granulados expansibles. Aunque se muestra un único desvolatilizador (32), pueden utilizarse más desvolatilizadores en serie, a fin de minimizar el monómero residual en el polímero. En este caso, el polímero se extrae del devolatilizador final de (32) y (B33).

La instalación de producción de polímero puede ventajosa, pero no necesariamente, estar situada en las proximidades de la instalación de producción de granulado expansible. La capacidad de la que se extrae el polímero fundido que se utilizará en la instalación de producción de granulados expansibles no es necesariamente el devolatilizador (32). Por ejemplo, se puede prever un depósito calentado que sirva de almacenamiento para el polímero fundido, y que se alimente de la instalación de producción de polímeros y abastezca a la instalación de producción de granulados expansibles.

En cada caso, la desvolatilización (32) también puede alimentar una línea de corte para la producción de granulados no expansibles, explotando la bomba (33) u otras bombas dedicadas conectadas a la misma.

El polímero procedente de (32) se mezcla con los demás aditivos y el agente expansor en el dispositivo de mezcla (35). En un intercambiador de calor (34), el polímero fundido se lleva a una temperatura adecuada para la operación de mezclado posterior.

Por ejemplo, en el caso de una instalación de producción de resinas vinil aromáticas expansibles, la temperatura a la salida del devolatilizador puede ser superior a 170 °C, preferentemente entre 180 °C y 250 °C, incluso más preferentemente entre 190 °C y 240 °C. El cambiador de calor (34) puede reducir esta temperatura por debajo de 210 °C, preferentemente entre 160 °C y 200 °C.

Los aditivos se suministran a través de dispositivos de dosificación adecuados (F4) en el transportador de tornillo (44), junto con polímero granulado reciclado (F3) libre de agente expansor. La mezcla así obtenida en (44) se suministra al extrusor (45), para crear una masa en estado fundido que se bombea hacia el mezclador (35).

El agente expansor fresco F2 se suministra a una capacidad de almacenamiento (16), que también puede actuar como capacidad de almacenamiento para el condensado procedente del condensador (15), y desde allí se bombea a través de la bomba (41) hacia el mezclador (35).

Entre la bomba de alimentación (41) y el mezclador (35), se coloca un intercambiador (43) para precalentar el agente expansor antes de ponerlo en contacto con la composición en estado fundido. Esto evita que la composición polimérica en estado fundido se congele al entrar en contacto con el agente expansor frío, facilitando así la mezcla.

En (35), todos los materiales se mezclan para formar la composición expansible.

A lo largo del proceso, pueden proporcionarse una o más bombas de refuerzo (36), situadas por ejemplo aguas abajo del mezclador (35), y sistemas de filtrado (37). Ventajosamente, los sistemas de filtrado utilizados, especialmente si están colocados antes de la válvula de desviación (38), permiten cambiar el filtro sin interrumpir el flujo de polímero a través de ellos. Ejemplos de sistemas filtrantes de este tipo son los filtros continuos, en los que el elemento filtrante se renueva de forma continua o intermitente, o los sistemas filtrantes múltiples, en los que, en el momento en que se cambia un elemento filtrante, los demás elementos filtrantes del sistema filtrante pueden permanecer operativos.

La válvula de desviación (38) puede desviar la composición expansible hacia el dispositivo (39) (posición de marcha) o hacia el reciclaje (10, 11, 13) (posición de reposo).

El granulador (39) puede ser cualquier granulador para resinas expansibles o una matriz para poliestireno extruido (XPS).

Si (39) es un granulador de tipo subacuático para resinas expansibles, se proporciona además en (F6) un suministro de un refrigerante líquido, típicamente agua. Si es del tipo de pulverización de agua, en (F5) se proporciona un suministro de un gas que mantiene la cámara de granulación sin inundar, típicamente nitrógeno.

El producto expansible granulado se recoge en (P1).

Antes de llegar a la válvula de desviación (38), la composición de polímero expansible puede ser acondicionada térmicamente, mediante un intercambiador de calor adecuado o un sistema equivalente, para llevar la temperatura de la misma al valor óptimo para la etapa de granulación subsiguiente (39).

En la posición de reposo, la composición expansible se lleva hacia el sistema de eliminación del agente expansor (11, 13). Ventajosamente, pero no necesariamente, antes de llegar a dicho sistema pasa a través de un dispositivo de regulación de la caída de presión (10). Dicho dispositivo hace que la presión aguas arriba de la válvula (38), cuando la válvula (38) está desviada a la posición de reposo, sea sustancialmente la misma que la del polímero cuando la válvula (38) está desviada a la posición de marcha.

En efecto, se observa que esto facilita el arranque del granulador (39), en particular impidiendo que el polímero se congele en los orificios de la matriz.

El dispositivo (10) puede ser cualquier dispositivo útil para producir una presión sobre un flujo de polímero en estado fundido, como un sistema estático. El sistema estático utiliza típicamente la fricción como método para provocar una caída de presión. La caída de presión puede estar concentrada, por ejemplo, mediante válvulas, o distribuida, por ejemplo una tubería de sección y longitud tales que garanticen la caída de presión requerida, o más tuberías en paralelo, para maximizar el área de fricción. Para ello, también pueden utilizarse elementos mezcladores estáticos. Puede utilizarse además un sistema de caída de presión mixto, que utiliza tanto elementos de caída de presión concentrados como distribuidos.

Como se ha descrito anteriormente, para mantener el funcionamiento del circuito de polímero hacia el sistema de eliminación del agente expansor (11, 13), es ventajoso proporcionar un descarga del mismo con una pequeña cantidad de polímero cuando la válvula (38) se desvía a la posición de marcha.

Dicha descarga puede ser implementado desviando la válvula (38) o extrayendo una cantidad de composición expansible (B38) aguas arriba de la válvula (38) incluso cuando está en la posición de marcha.

Alternativamente, para la descarga, puede utilizarse polímero no expansible extraído directamente de la etapa final de desvolatilización (32) por medio de la bomba (B33).

Ventajosamente, la velocidad de flujo de B33 puede mantenerse variable para regular la descarga según sea necesario. En particular, puede ocurrir que la masa de polímero fundido comprenda aditivos que puedan degradar el polímero, conocidos como aditivos críticos, descritos en la realización 4), y que estos aditivos estén presentes en la línea utilizada para eliminar el agente expansor (10, 11, 12, 13, 14). Esta situación puede producirse cuando, por cualquier motivo, la válvula (38) se desvía a la posición de reposo mientras la masa de polímero fundido que llega a dicha válvula contiene dichos aditivos. En este caso, resulta particularmente ventajoso aumentar la velocidad de flujo de la bomba B33 durante el tiempo necesario para eliminar el polímero que contiene dichos aditivos, y simultáneamente no reciclar el producto P2 que contiene dichos aditivos.

Durante esta operación, la velocidad de flujo del polímero procedente de B33 puede ser sensiblemente superior a la velocidad de flujo normal de descarga, pudiendo incluso alcanzar el 100 % de la velocidad de flujo que llega al granulador (39) , más preferentemente entre el 20 % y el 80 % de dicho caudal.

Operando de esta manera, se encuentra que es posible hacer funcionar el sistema sin degradación de la masa de polímero fundido.

En ambos escenarios de descarga (B38 o B33), el punto de inyección de la descarga está preferentemente dentro de la válvula desviadora (38); alternativamente, el punto de inyección puede estar inmediatamente aguas abajo de la válvula o después del dispositivo de despresurización (10).

La descarga es típicamente de al menos 0,25 % con respecto a la velocidad de flujo en peso de la corriente de polímero expansible granulado en (39), preferentemente de al menos 0,5 %, aún más preferentemente entre 1 % y 20 %.

Para eliminar el agente expansor, la masa fundida de polímero se calienta en el intercambiador de calor (11) antes de pasar al devolatilizador (13).

Antes de la entrada al devolatilizador (13), puede colocarse otro sistema de caída de presión (12), como una válvula, que garantiza que la composición sea sustancialmente monofásica cuando pasa por el intercambiador de calor (11).

Los gases extraídos en (13), que contienen el agente expansor, se condensan en (15) y se recogen en la capacidad receptora (16). Desde aquí, el agente expansor puede ser reciclado en el proceso a través de la bomba (41). Mientras tanto, el polímero libre de agente expansor es recogido en la capacidad del desvolatilizador (13) y, si es necesario, extraído de la bomba (14) para ser enviado al granulador de composiciones no expansibles (15), que puede utilizar opcionalmente un fluido refrigerante F6 y un gas F5, dependiendo del tipo de granulador.

El granulado (P2) puede recogerse y venderse tal cual, o reciclarse en el proceso, por ejemplo, suministrándolo mediante el dispositivo dosificador de gránulos F3 que se ha comentado anteriormente.

En una variante del proceso ilustrado en la Fig. 2, el agente expansor fresco F2 puede ser suministrado directamente al mezclador (35), manteniéndose así independiente del circuito de reciclaje del agente expansor (16, 41).

La Fig. 3 ilustra una realización preferente de acuerdo con la presente invención. La Fig. 3 describe una instalación de producción de granulados expansibles con reciclado del polímero no expansible fundido, en línea y por tanto conectada a una instalación para producir el polímero de partida. La realización de la Fig. 3 es muy similar a la realización de la Fig. 2, a la cual se hace referencia para la descripción de los componentes idénticos.

Refiriéndose a la Fig. 3, el granulado F7 suministrado al transportador de tornillo (44) es polímero fresco que se utiliza opcionalmente si es necesario añadir polímero para hacer que los aditivos (F4) sean extrudibles en un polímero fundido. Por ejemplo, si los aditivos son polvos inorgánicos, suele ser necesario añadir un 50 % en peso de polímero para que la extrusora (45) sea capaz de implementar un flujo de polímero. Además, esto promueve el movimiento de los polvos, minimizando cualquier problema de "higiene ambiental". Alternativamente, si el extrusor (45) es un extrusor capaz de recibir polímero que ya está en el estado fundido, el polímero requerido para este propósito puede ser extraído directamente del devolatilizador (32), todavía en el estado fundido. Opcionalmente, todo el polímero producido y desvolatilizado en (32) puede llevarse a la extrusora (45), por ejemplo, desviando la salida del intercambiador (34a) hacia la extrusora (45) como se muestra en la línea discontinua (B43). En este caso, el mezclador (35) sólo recibe la composición fundida procedente de la extrusora (45) y el agente expansor procedente de la bomba (41).

La composición libre del agente expansor F3 se extrae del devolatilizador (13) a través de la bomba (14) que lleva el polímero hacia una capacidad receptora de la que se extrae el polímero necesario para producir los granulados expansibles. Ventajosamente, esta capacidad receptora puede ser la del devolatilizador (32).

El polímero fundido procedente del devolatilizador (32) se envía desde la bomba (33) al intercambiador de calor (34a), con una funcionalidad equivalente a la del intercambiador (34) de la Fig. 2. A continuación, los aditivos y el polímero se transfieren al intercambiador de calor (34a). Aguas abajo de la mezcladora se coloca otro intercambiador de calor (34b), que lleva la mezcla a la temperatura de granulación (39). Por ejemplo, para cortar granulados expansibles a base de poliestireno expansible del tipo vinilo aromático, la temperatura de la composición expansible fundida que sale del intercambiador de calor (34b) puede ser entre 160 °C y 200 °C, más preferentemente entre 170 °C y 190 °C. A modo de ejemplo adicional, para la extrusión de poliestireno extruido (XPS), la temperatura requerida puede estar comprendida entre 100 °C y 170 °C, preferentemente entre 110 °C y 150 °C.

Los intercambiadores de calor (34a) y (34b) pueden ser estáticos (es decir, sin partes móviles) o dinámicos. Ejemplos de intercambiadores de calor dinámicos son las extrusoras de un solo tornillo en las que tanto el cuerpo del tornillo como los barriles de la extrusora se controlan térmicamente a la temperatura deseada. Los intercambiadores dinámicos son generalmente ventajosos si el grado de enfriamiento es significativo y si a la temperatura objetivo la viscosidad de la masa fundida es muy alta (por ejemplo, superior a 1000 Pas), como en el caso de la extrusión de XPS mencionada anteriormente. La Fig. 4 ilustra una realización preferente de acuerdo con la presente invención. La Fig. 4 describe un proceso para producir granulados expansibles sin una instalación de producción de polímeros en línea y el reciclado del polímero no expansible.

En aras de la brevedad, se omite la descripción de los elementos idénticos indicados anteriormente en las realizaciones descritas anteriormente.

En este caso, el polímero (F3) utilizado para la producción de la composición expansible se suministra en forma de gránulos mediante uno o más dispositivos de dosificación específicos. Un transportador de tornillo o un sistema equivalente (44) lleva estos materiales a la extrusora (45) para la fusión y mezcla opcional.

Si los dispositivos de dosificación se colocan directamente encima de la tolva de la extrusora (45), el transportador de tornillo (44) no es necesario.

El agente expansor, en lugar de entrar en el mezclador estático (35), puede suministrarse directamente a la extrusora (45). En este caso, el mezclador estático (35) puede ser eliminado, y el polímero puede ser bombeado desde (46) directamente a (34b).

El polímero para la descarga puede extraerse de la composición expansible mediante la derivación B38 descrita anteriormente, o utilizando una corriente (B46) extraída del flujo que sale de la extrusora (45) y la bomba (46), que no contiene agente expansible si no se utiliza la derivación B38.

El polímero sin agente expansor producido en el devolatilizador (13) se granula en el granulador (15). El producto P2 así obtenido se vende tal cual o se recicla en el proceso mediante un dispositivo dosificador de granulado (flujo F3).

La Fig. 5 ilustra una realización preferida de acuerdo con la presente invención. La Fig. 5 describe un proceso para producir granulados expansibles con reciclado del polímero no expansible libre de aditivos críticos.

Esta realización es particularmente ventajosa cuando deben utilizarse aditivos que son críticos. En la presente solicitud de patente, "aditivos críticos" se refiere a aditivos térmicamente lábiles que se descomponen en otros aditivos, generalmente indeseables, si se mantienen a alta temperatura durante tiempos prolongados, o a aditivos que provocan la degradación del polímero si se mantienen en contacto con el mismo a alta temperatura durante tiempos prolongados, o incluso a aditivos que se degradan cuando están en contacto con aditivos utilizados en el proceso durante tiempos prolongados.

Ejemplos de aditivos de este tipo son los peróxidos, como el 3,6,9-trietil-3,6,9-trimetil-1,4,7-triperoxinonano o el peróxido de dicumilo, los aditivos con un enlace C-C débil, como el 2,3-dimetil-2,3-difenilbutano, que son sensibles a las altas temperaturas y provocan la degradación del polímero, compuestos bromados, que suelen utilizarse para conferir propiedades retardadoras de la propagación de la llama, como el hexabromociclododecano, el tetrabromobisfenol A bis (éter alílico), y polímeros bromados, como los copolímeros en bloque de estireno-butadieno bromados.

En esta realización, el polímero (F3) y los aditivos (F4), pero no dichos aditivos críticos, se suministran en la extrusora (45). Por lo tanto, en el mezclador (35) se mezclan los aditivos suministrados en (F3) y (F4), el agente expansor (F2) y cualquier polímero procedente de la instalación de producción (F1), pero no los aditivos críticos. Los aditivos y el polímero que se mezclan en (35) se presurizan opcionalmente mediante una o varias bombas de refuerzo (36), que un experto en la técnica insertará a lo largo del recorrido del polímero cuando sea necesario elevar la presión del polímero fundido para contrarrestar la caída de presión del mismo. Durante el arranque y la parada de la granulación del polímero expansible, la válvula (38) se desvía a la posición de reposo (A^C ). De esta manera, el ciclo del agente expansor y del polímero fundido se realiza aproximadamente de acuerdo con el modo de operación ilustrado anteriormente.

Normalmente, la válvula (38) desvía una masa de polímero expansible fundido que no contiene los aditivos críticos. Por lo tanto, el ciclo de flujo del polímero tiene lugar sin riesgo de que se produzcan degradaciones a lo largo de la ruta de eliminación del agente expansor (10, 11, 12, 13, 14).

En efecto, se constata que, si también circula una cantidad importante de aditivos críticos, se produce un empeoramiento progresivo de la calidad del polímero obtenido (por ejemplo, una reducción del peso molecular). Además, a menos que la velocidad de flujo de polímero que fluye hacia la posición C de (38) sea elevado, se produce una alta degradación del polímero en (10, 11, 12, 13, 14), hasta tal punto que la masa de polímero que llega al granulador (15) puede estar tan degradada que no es granulable.

La realización de la Fig. 5 resuelve los problemas discutidos anteriormente.

En (F8), los aditivos críticos son suministrados a un extrusor dedicado, junto, si es necesario, con una proporción de polímero o polímero expansible. En la extrusora (53), se genera una masa fundida de polímero que contiene dichos aditivos críticos, que posteriormente se mezclan con el resto de la masa de polímero en (52). De hecho, la mencionada proporción de polímero o polímero expansible puede ser necesaria para regular la viscosidad de la masa fundida resultante en la extrusora (53).

Ventajosamente, si la extrusora no es capaz de llevar la mezcla fundida a la presión del polímero expansible fundido que entra en el mezclador (52), es posible utilizar un dispositivo para aumentar la presión (54), como una bomba de engranajes. Los aditivos líquidos, como las soluciones de peróxido flegmatizadas, pueden suministrarse en (52) directamente, y por tanto sin pasar por la extrusora (53) o por el dispositivo opcional para aumentar la presión (54).

Si es necesario, es posible utilizar un intercambiador de calor (51) para regular la temperatura del polímero que llega a (52). Este intercambiador puede colocarse tanto delante como detrás de la válvula desviadora (38).

En la presente realización, la válvula de arranque del granulador no es la válvula de desviación (38). Por lo tanto, si se utilizan granuladores sumergidos o de pulverización, para la etapa de purga en la matriz y la etapa de arranque es necesario desviar el polímero hacia el dispositivo de despresurización (56) Este dispositivo tiene el mismo modo de funcionamiento y puede implementarse utilizando el mismo modo de funcionamiento que el dispositivo de despresurización (10).

Es posible reciclar el producto fundido (P3) en el proceso en pequeñas dosis. Esto puede implementarse bombeando parte del producto P3 hacia el sistema de eliminación del agente expansor utilizando la bomba (57).

El sistema es posible en la medida en que la válvula de arranque (55) se desvía a la posición de reposo sólo durante el tiempo necesario para purgar el polímero fundido expansible contenido entre las válvulas (38) y (55). De hecho, cuando el dispositivo final (39) no está activo porque está en arranque o en parada o debido a otra interrupción, la válvula (38) también se desvía a la posición de reposo (A^C ). Como resultado, la válvula (55) puede mantenerse en la posición de reposo sólo durante el período necesario para desplazar la masa de polímero que comprende los aditivos críticos a (P3). Por lo tanto, el volumen de esta masa de polímero se reduce, y puede reciclarse en el proceso en pequeñas dosis. La línea entre la posición C2 de la válvula (54) y la capacidad en (P3) puede ser convenientemente lavada (B56) con polímero fresco proveniente del devolatilizador (33) o con polímero expansible extraído de la entrega de la bomba (36).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Circuito para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto, colocado en una instalación de producción de gránulos de polímero o de productos extruidos de polímero, a lo largo del cual se sitúan:

- un dispositivo mezclador (35) apto para mezclar aditivos y agente expansor dentro de una corriente de polímero fundido;

- un granulador de polímero (39) o un dispositivo de extrusión, situado aguas abajo del dispositivo de mezcla (35); - una válvula de desviación (38) adecuada para polímeros fundidos, situada a lo largo de la línea que conecta el dispositivo de mezclado (35) con el granulador de polímero (39) o con el dispositivo de extrusión, aguas arriba de dicho granulador o extrusor; dicha válvula de desviación está provista de al menos una entrada (A), una posición de reposo (A^-C) y una posición de marcha (A^-B);

dicho circuito se caracteriza porque comprende un dispositivo de calentamiento (11) aguas abajo de dicha válvula, un dispositivo de separación (13) aguas abajo del dispositivo de calentamiento, adecuado para separar físicamente el agente soplador del polímero y de los aditivos presentes en el mismo, y un dispositivo de enfriamiento (15) situado entre el dispositivo de separación (13) y el dispositivo de mezcla (35).

2. Circuito para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con reivindicación 1, en donde la válvula de desviación es manual o regulada por un sistema de control.

3. Circuito para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la válvula de desviación está provista de un amortiguador adecuado para desviar una masa de polímero fundido incluso en condiciones anómalas de la instalación.

4. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto en una instalación para la producción en masa continua de polímeros granulados expansibles o polímeros extruidos, el proceso que tiene lugar mediante un circuito cerrado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 e que incluye las siguientes etapas:

- desviar una parte de una masa de polímero fundido, que contiene un agente expansor y cualesquiera aditivos, antes de granularla o extruirla; en donde la masa de polímero fundido se desvía mediante una válvula de desviación de tres vías, provista de al menos una entrada (A), una posición de reposo (A ^C ) y una posición de marcha (A^B);

- calentar dicha parte de la masa de polímero fundido a una temperatura superior o igual a 160 °C, en el caso de que dicha parte de la masa de polímero se tome a una temperatura inferior a 16o °C

- eliminar el agente expansor de dicha masa de polímero fundido, opcionalmente calentada, operando a una presión inferior o igual a 5 bares absolutos, y por separación física del agente expansor, formando una segunda masa de polímero fundido sin agente expansor

- acumular dicha segunda masa de polímero fundido en el sistema para su posterior reutilización en la instalación, o granular o extruir dicha segunda masa de polímero fundido con dispositivos adecuados para la granulación o extrusión;

- reutilizar en la instalación el agente expansor retirado.

5. Proceso para gestionar de transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 4, en donde antes de retirar el agente expansor de dicha masa de polímero fundido expansible, dicha masa se calienta a una temperatura de entre 175 °C y 260 °C.

6. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la temperatura a la que se calienta la masa de polímero fundido expansible es entre 180 °C y 250 °C.

7. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la temperatura a la que se calienta la masa de polímero fundido expandible es entre 190 °C y 230 °C.

8. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en donde la separación se lleva a cabo a una presión menor o igual a 3 bares absolutos.

9. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la separación se lleva a cabo a una presión de entre 0,01 bar absoluto y 2 bar absoluto.

10. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en donde al final de los transitorios se produce una interrupción parcial o total de la desviación de la masa de polímero expansible y dicha masa se transforma en gránulos de polímero expansible o en láminas de polímero expandido extruido.

11. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el tiempo transcurrido entre la interrupción de la desviación y la formación en gránulos de polímero expansible o láminas de polímero expandido es inferior o igual a un minuto.

12. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 4, en donde una proporción de masa de polímero fundido, denominada descarga, se alimenta continuamente hacia la posición de reposo o aguas abajo de la válvula de desviación, incluso cuando ésta está alineada en la posición de marcha.

13. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la descarga se toma de la masa de polímero fundido.

14. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 10, en donde cuando la interrupción de los transitorios es parcial, la desviación de dicha masa de polímero fundido es igual a una cantidad de entre el 0,1 % y el 15 % del polímero expansible producido.

15. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 10, en donde al final hay un segundo estiraje de la masa de polímero fundido no expansible estirada antes de mezclarse con el agente expansor y cualquier otro aditivo, que elimina la masa de polímero expansible que permanece atrapada en los aparatos al final de dicho transitorio.

16. Proceso para gestionar transitorios y anomalías de proceso y de producto de acuerdo con la reivindicación 15, en donde al final de dichos transitorios se realiza una segunda extracción a partir de una masa de polímero fundido no expansible extraída antes de la mezcla con el agente expansor y cualquier otro aditivo, que elimina la masa de polímero expansible que permanece atrapada en los aparatos al final de dicho transitorio.