ES2943471T3

ES2943471T3 - Distribuidor y método para la desvolatilización de solución de polímero

Info

Publication number: ES2943471T3
Application number: ES19731511T
Authority: ES
Inventors: Bradley K Blanchard; Maria Pollard; Sean W Ewart
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: US20210205729A1; SG11202011290RA; WO2019232289A1; JP7323553B2; JP2021525354A; CN112312983A; BR112020023823A2; EP3801799A1; CN112312983B; KR20210014118A; EP3801799B1

Abstract

En el presente documento se describe un distribuidor que comprende un primer conducto; donde el primer conducto tiene un puerto de entrada para cargar un fluido de calefacción en el distribuidor; un segundo conducto; donde el primer conducto se encuentra dentro del segundo conducto para definir un primer espacio anular entre ellos; donde el segundo conducto tiene un puerto de salida para retirar el fluido de calentamiento del distribuidor; una pluralidad de pilas de placas dispuestas alrededor del segundo conducto para definir un segundo espacio anular que se estrecha desde la parte superior a la inferior del distribuidor; donde cada pila de placas sucesiva tiene un diámetro interior más pequeño que la pila de placas situada encima de ella; donde cada pila de placas comprende una pluralidad de placas; donde la pluralidad de placas define además una pluralidad de conductos, teniendo cada conducto un ancho variable a lo largo de su longitud y extendiéndose radialmente hacia fuera desde el paso central. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Distribuidor y método para la desvolatilización de solución de polímero

ANTECEDENTES

Esta descripción se refiere a un distribuidor para la desvolatilización de soluciones de polímero, a métodos de fabricación del mismo y a artículos que usan el distribuidor.

Los polímeros y los productos poliméricos (a continuación, en la memoria, “polímeros” ) frecuentemente se fabrican en presencia de disolventes y otros componentes volátiles (por ejemplo, monómeros y subproductos) (los disolventes y los componentes volátiles se denominarán a continuación en la memoria “volátiles” ). Después de fabricar un producto polimérico, se prefiere retirar los volátiles residuales del polímero. La retirada de volátiles del polímero se denomina “desvolatilización” .

La separación de los volátiles de una solución de polímero generalmente se logra por evaporación, donde la solución de polímero se calienta a una temperatura más alta que el punto de ebullición de los volátiles mientras simultáneamente (concomitante con el calentamiento) o secuencialmente (después del calentamiento) se extraen los volátiles desprendidos de la solución de polímero. Un método de desvolatilización implica transportar la solución de polímero disuelto a través de un intercambiador de calor y después a una zona de presión reducida. Los intercambiadores de calor adecuados para este fin, tales como, por ejemplo, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos, comprenden una pluralidad de tubos en un recipiente, que se calientan a través de un fluido de calentamiento que transfiere el calor a la solución de polímero y facilita la desvolatilización cuando se reduce la presión.

En el intercambiador de calor, se prefiere conservar la solución de polímero en una única fase, preferiblemente una fase líquida. El uso de una única fase facilita una transferencia de calor más eficiente y también permite una tasa de transferencia de calor más predecible en el polímero.

Después, la solución de polímero caliente se descarga en un recipiente de desvolatilización donde una presión reducida permite que los volátiles se evaporen instantáneamente, lo que provoca que el polímero se separe de los volátiles. El proceso para separar el polímero de los volátiles implica la producción de burbujas de espuma. Estas burbujas generalmente comprenden una piel polimérica en la que quedan atrapados los volátiles. Una vez que las burbujas alcanzan un tamaño suficiente, coalescen y estallan, lo que permite que los compuestos volátiles se liberen de la piel polimérica. Se prefiere que esta liberación de volátiles (de las burbujas) se produzca en un dispositivo separado, tal como un distribuidor en lugar de un dispositivo de calentamiento. Un ejemplo se describe en el documento US-6627040.

RESUMEN

En la presente descripción se describe un distribuidor según la reivindicación 1.

En la presente descripción también se describe un método según la reivindicación 11.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La FIG. 1A es una representación esquemática ilustrativa de un distribuidor de la invención;

la FIG. 1B es otra representación esquemática ilustrativa de un distribuidor ilustrativo no según la invención;

la FIG. 2 es una representación esquemática del segundo conducto rodeado por una pila de placas;

la FIG. 3 es una representación de una placa con conductos que se expanden continuamente en dirección radial; la FIG. 4 es una representación de una sección de conducto tomada a lo largo de XYY'X' de la FIG. 3;

la FIG. 5 es una representación de una placa con conductos que primero se estrechan y después se expanden en dirección radial;

la FIG. 6 es una representación de una sección de conducto tomada a lo largo de XYY'X' de la FIG. 5;

la FIG. 7 es una representación de un conducto que se estrecha en dirección radial;

la FIG. 8 es una representación de una placa con los conductos representados en la FIG. 7; y

la FIG. 9 es una representación de un recipiente de desvolatilización ilustrativo con el distribuidor de la FIG. 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En la presente descripción se describe un distribuidor que facilita la evaporación instantánea de los volátiles de una solución de polímero que se transporta a través de ella. El distribuidor comprende un núcleo (que facilita la transferencia de calor desde un aceite de calentamiento a la solución de polímero) y una pluralidad de placas apiladas dispuestas adyacentes al núcleo. Las placas, cuando se apilan una encima de otra, comprenden una pluralidad de conductos para transportar radialmente la solución de polímero del núcleo a la periferia del distribuidor mientras se reduce la temperatura de solución de polímero por medio de vaporización y simultáneamente se reduce su presión.

Los conductos en las placas apiladas facilitan la distribución de la solución de polímero y también proporcionan un área de transferencia de masa a la solución de polímero para producir burbujas de espuma polimérica de manera que la difusión de los compuestos volátiles tenga lugar eficientemente desde el polímero hacia las burbujas. Una vez que las burbujas alcanzan un tamaño suficiente, coalescen y estallan, lo que permite que los compuestos volátiles se liberen del polímero. El polímero y los compuestos volátiles se separan, por lo tanto, en dos fases: una fase de vapor que contiene volátiles y una fase líquida (o fundida) que contiene polímero.

En una realización, el distribuidor está ubicado encima de un recipiente de desvolatilización que contiene una primera abertura para retirar los volátiles y una segunda abertura que facilita la retirada del polímero. La segunda abertura está en comunicación fluida con una bomba de desplazamiento positivo, tal como, por ejemplo, una bomba de engranajes. La bomba de desplazamiento positivo asiste en la retirada del polímero del recipiente de desvolatilización. El recipiente de desvolatilización se analizará más adelante.

Con referencia ahora a la FIG. 1A, el distribuidor 100 comprende una pluralidad de pilas 112 de placas dispuestas concéntricamente aproximadamente el eje XX' en orden de diámetros exteriores decrecientes de la parte superior a la inferior. Las pilas 112A, 112B, 112C, etc. de placas, están dispuestas concéntricamente con respecto a dos conductos: un primer conducto 102 y un segundo conducto 104. El primer conducto 102 y el segundo conducto 104 también están dispuestos para que sean concéntricos aproximadamente el eje XX' y formen el núcleo 200 (mostrado en el recuadro de puntos). Rodeando el núcleo 200 está la pluralidad de pilas 112 de placas. Las pilas de placas están separadas del núcleo por un espacio anular 124 (llamado el segundo espacio anular) a través del cual fluye la solución de polímero. La solución de polímero fluye a través de una pluralidad de conductos en las placas de la pila de placas donde los volátiles comienzan a retirarse por evaporación instantánea de la solución de polímero.

El primer conducto 102 tiene un diámetro interior y un diámetro exterior más pequeños que el diámetro interior y el diámetro exterior del segundo conducto 104. El diámetro exterior del primer conducto 102 es inferior al diámetro interior del segundo conducto 104. Dispuesto entre el diámetro interior del segundo conducto 104 y el diámetro exterior del primer conducto 102 hay un primer espacio anular 122 que proporciona un paso para que el aceite caliente se transmita a través del distribuidor 100. El aceite caliente facilita el calentamiento del polímero durante los arranques o paradas de la planta o si se prefiere mantener la solución de polímero fundida. Cada uno de los conductos 102 y 104 está provisto de un borde (no mostrado) que soporta la tubería externa (no mostrada) que transporta aceite caliente al distribuidor.

El segundo conducto 104 contiene un paso 103 (también denominado abertura de salida 103) a través del cual el aceite caliente sale del distribuidor. El aceite caliente ingresa por lo tanto al distribuidor a través de la abertura de entrada 101 y se transporta al espacio 114 ubicado en el primer conducto 102. Después viaja a través del primer espacio anular 122 entre el primer conducto 102 y el segundo conducto 104 (como representan las flechas) y sale del distribuidor a través de la abertura de salida 103. Durante su recorrido a través del espacio 114 así como por el espacio anular 122 entre el primer y el segundo conducto, el aceite caliente calienta la solución de polímero que se transporta simultáneamente a través del distribuidor. El segundo conducto 104 tiene el doble fin de garantizar mecánicamente la pluralidad de pilas de placas y también calentar el polímero si es necesario para mantenerlo en la fase líquida (o fundida).

La pluralidad de pilas 112A, 112B y 112C de placas (a continuación en la memoria denominadas “pluralidad de pilas 112 de placas” ) están dispuestas concéntricamente con respecto al primer conducto 102 y el segundo conducto 104. La pluralidad de pilas 112 de placas rodean el segundo conducto 104 y están ubicadas en posición entre la placa de montaje 110 y la placa 116 ubicada en la parte inferior del distribuidor. El segundo conducto 104 facilita la retención de la pluralidad de pilas 112 de placas en posición durante el funcionamiento del distribuidor. Aunque la FIG. 1A representa tres pilas 112A, 112B y 112C de placas, el distribuidor puede tener 2 o más pilas de placas, 5 o más pilas de placas, 10 o más pilas de placas, y así sucesivamente. Generalmente se prefiere tener de 2 a 15 pilas de placas. Cada pila comprende una pluralidad de placas que contienen una pluralidad de canales que se extienden radialmente desde el segundo espacio anular 124 hasta la periferia exterior de la pila de placas.

La solución de polímero ingresa al distribuidor a través de la abertura 111 y viaja a través del segundo espacio anular 124 entre la pluralidad de pilas 112 de placas y el segundo conducto 104. La solución de polímero después viaja radialmente hacia fuera desde el segundo espacio anular 124 a través de los conductos en las placas hacia el exterior del distribuidor como se muestra por las flechas 113.

Cada pila sucesiva de la pluralidad de pilas 112 de placas está dispuesta para tener un diámetro interior más pequeño y un diámetro exterior más pequeño que la pila encima de ella. Las pilas sucesivas de la parte superior a la inferior del distribuidor tienen diámetros interior y exterior decrecientes. En otras palabras, cada pila de placas tiene un diámetro interior más pequeño y un diámetro exterior más pequeño que la pila inmediatamente encima de ella. Como puede observarse en la FIG. 1A, la pila 112A tiene un diámetro interior mayor y un diámetro exterior mayor que la pila 112B que se encuentra inmediatamente debajo de ella. Similarmente, la pila 112B tiene un diámetro interior mayor y un diámetro exterior mayor que la pila 112C que se encuentra inmediatamente debajo de ella. Esta disposición de pilas de placas sucesivas da como resultado un espacio anular 124 decreciente de la parte superior a la inferior en el distribuidor.

En la realización de la invención, las dimensiones radiales de las pilas de placas sucesivas varían en forma de función escalonada, como se observa en la FIG. 1 A. En la realización, las dimensiones radiales de placas sucesivas se pueden variar suavemente de la parte superior a la inferior de la pila de placas. En otras palabras, hay una pila 112 de placas donde el diámetro interior y exterior de cada placa sucesiva en la pila de placas es inferior al diámetro interior y exterior de la placa anterior en la pila. Esta variación de los diámetros interior y/o exterior puede ser lineal o curvilínea. Esta disposición de diámetros decrecientes (ya sea en forma de función escalonada o suave) de la parte superior a la inferior facilita minimizar la interferencia de la espuma que sale de los conductos superiores con la espuma que sale de los conductos ubicados más abajo en el distribuidor.

Como se ha indicado anteriormente, para garantizar que el polímero fluya a través de todas las placas y los conductos contenidos en las mismas (desde la región superior hasta la parte inferior del distribuidor), el diseño del conducto se ajusta para adaptarse a la caída de presión a medida que la solución de polímero fluye a través de ellos. Por ejemplo, la cabeza líquida de la solución de polímero ejerce más presión sobre los conductos inferiores que sobre los conductos superiores en la pila de placas. Además, en el diseño mostrado en la FIG. 1A, la vía por la que debe fluir la solución de polímero para salir del distribuidor es más pequeña en las pilas de placas inferiores que en las pilas de placas superiores. En una realización, para garantizar una caída de presión equivalente a través de la pluralidad de pilas, los conductos superiores (los conductos en las pilas de placas ubicadas cerca de la parte superior del distribuidor) están provistos de un diseño divergente (véanse las FIG. 3, 4, 5, y 6) mientras que los conductos inferiores (los conductos ubicados en las pilas de placas cerca de la parte inferior del distribuidor) están provistos de un diseño convergente (véanse las FIG. 7 y 8). En otra realización, para igualar la presión a través de los conductos de la parte superior a la inferior del distribuidor, los conductos en la parte inferior de la pila de placas tienen un área de sección transversal más pequeña donde la solución de polímero sale de los conductos mientras que los de la parte superior tienen un área de sección transversal más grande que los conductos en la parte inferior de la pila de placas.

En una realización no de la invención, como se muestra en la FIG. 1B, la pluralidad de pilas 112 de placas comprende placas que tienen diámetros interior y exterior similares. Esta disposición da como resultado la formación de un segundo espacio anular 124 que tiene áreas de sección transversal constante de la parte superior a la inferior del distribuidor. En esta realización, las pilas 112 de placas son esencialmente una pila de placas de tamaño similar.

La FIG. 2 representa una realización de una pila 112 de placas parcial dispuesta alrededor del segundo conducto 104. En una realización, cada placa 204 de la pila 112 de placas tiene una pluralidad de canales 206 (véanse las FIG. 3 y 5) que se extienden radialmente hacia fuera desde una circunferencia interior 207 a una circunferencia exterior 209 de la placa y transportan la solución de polímero del núcleo del distribuidor a su periferia exterior (Véanse las flechas 113 en la FIG. 1 A.). Cabe señalar que cada placa 204 puede tener un canal 206 formado en su piso (por ejemplo, mecanizado en el piso) o, alternativamente, puede tener el canal 206 formado cuando se combina con una pared 208. La combinación de la placa con la pared también se llama “capa” . Dicho de otra manera, la pared 208 puede ser una parte integral de la placa 204 o puede ser una unidad separada que haga contacto con la placa 204 para crear el canal 206. Cuando se ensambla el distribuidor 100, el canal entre el piso de la placa y las paredes también está limitado por la parte inferior de una placa vecina superior (que actúa como techo) para formar un “conducto” que conduce la solución de polímero del núcleo a la periferia exterior de la pila de placas. Por lo tanto, cada canal facilita la formación de un conducto cuando dos placas contactan entre sí.

Cada placa 204 en la pila 112 de placas tiene forma de anillo y tiene una abertura en el centro (que define la circunferencia interior 207) y está limitada por la circunferencia exterior 209. Son ejemplos de metales adecuados para su uso en la placa 204 son aluminio, acero al carbono, acero inoxidable u otras aleaciones metálicas.

La distancia o longitud radial entre la circunferencia interior y la circunferencia exterior de las placas 204 puede variar de 2 a 60 centímetros, preferiblemente de 10 a 50 centímetros, y más preferiblemente de 15 a 40 centímetros. Dispuesta en la placa 204 entre cada par sucesivo de canales 206 hay una pared 208 que contiene orificios 210 para alojar bancos de tubos 240 a través de los cuales se transporta un fluido de transferencia de calor 250. En otra realización, los orificios 210 pueden alojar bancos de varillas que están presentes para mantener la pluralidad de pilas de placas juntas y en alineación adecuada entre sí. En otra realización, algunos orificios 210 pueden alojar bancos de varillas para proporcionar soporte mecánico y alineación, mientras que otros pueden alojar bancos de tubos a través de los cuales se transporta el fluido de transferencia de calor. Cada placa puede tener de 2 a 60 canales, preferiblemente de 4 a 40 canales y más preferiblemente de 6 a 20 canales. Los tubos y/o las varillas en el banco de tubos proporcionan cierto soporte a las placas en la pila de placas y facilitan su sujeción en posición durante el funcionamiento del distribuidor. Cada pared 208 contiene de 2 a 20 tubos, preferiblemente de 4 a 10 tubos. En una realización, los tubos del banco de tubos son tubos metálicos y pueden comprender acero al carbono. En una realización preferida, los orificios 206 alojan bancos de varillas de acero al carbono que proporcionan soporte estructural y facilitan la alineación de la pila de placas.

La pared 208 tiene un espesor “t” de 0,2 a 3 centímetros, preferiblemente de 1 a 2 centímetros. Cada tubo 240 del haz de tubos tiene un diámetro interior de 1 a 3 centímetros y un diámetro exterior de 1,5 a 4,0 centímetros. Un diámetro interior preferido para el tubo es de 1,5 a 2 centímetros y un diámetro exterior preferido es de 1,7 a 2,5 centímetros.

La distancia promedio entre la parte inferior de una placa (que forma el techo del conducto) y el suelo de la placa vecina en la pila de placas es de 0,2 a 1,0 centímetros, preferiblemente de 0,3 a 0,6 centímetros. La distancia entre la parte inferior de una placa y el piso de la placa vecina determina la altura del conducto. Se prefiere minimizar el número de paredes y aumentar el área superficial del canal proporcionando por lo tanto a la solución de polímero el área superficial máxima disponible para evaporar instantáneamente los volátiles.

La altura de cada conducto es sustancialmente uniforme en toda su longitud, como se desea para facilitar la fabricación y el ensamblaje de pilas de las placas de calentamiento (como se muestra en las FIG. 3 y 4). La altura se selecciona junto con las otras dimensiones del conducto y los elementos adyacentes al conducto para optimizar la caída de presión y el área de transferencia de masa para la desvolatilización. En una realización, la altura de los conductos en la porción superior de la pila de placas es mayor que la altura de los conductos en la porción inferior de la pila. La altura de los conductos en la porción superior de la pila de placas es de 0,6 a 1,4 centímetros, preferiblemente de 0,8 a 1,2 centímetros, mientras que la altura de los conductos en la porción inferior de la pila de placas es de 0,3 a 0,7 centímetros. En una realización, la altura de los conductos o, alternativamente, el área de sección transversal de los conductos se puede variar a lo largo de todo el distribuidor para garantizar una distribución uniforme de la solución de polímero a través del distribuidor.

Como se ha indicado anteriormente, puede preferirse usar placas con canales divergentes (en la dirección radial) en las pilas de placas superiores y usar placas con canales convergentes en las pilas de placas inferiores. Los posibles diseños de canales para las pilas de placas superiores se muestran en las FIG. 3 y 5. La FIG. 3 refleja una vista superior de una placa 204 de la pila 112 de placas, mientras que la FIG. 4 refleja una vista en sección a lo largo de la sección XYY'X'.

Como se observa en las FIG. 3 y 4, cada placa contiene una pluralidad de canales 206 que aumentan de anchura en al menos una porción del radio que se extiende de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 209 de la placa 204.

La FIG. 4 es una vista superior esquemática expandida de la sección XYY'X' mostrada en la FIG. 3 y representa un posible diseño del canal 206. En una realización, cada placa contiene una pluralidad de canales 206 que aumentan de anchura de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 209 de la placa 204.

Como se observa en la FIG. 4, el canal 206 tiene una anchura que aumenta gradualmente en la dirección radial y está limitado por un par de paredes 208A y 208B y se extiende de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 209 de la placa 204. En esta realización, la anchura del canal 206 nunca disminuye de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 209.

En la realización representada en la FIG. 4, las paredes 208A y 208B se extienden radialmente hacia fuera de forma lineal de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 209 de la placa 204. Las paredes 208A y 208B están más cerca entre sí en la circunferencia interior 207 y están más separadas en la circunferencia exterior 209. Este canal 206 tiene por lo tanto una anchura “w” que se expande gradualmente de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 109 de la placa. Como se ha indicado anteriormente, las paredes 208A y 208B pueden ser integrales con la placa 204 (es decir, la pared 108 y la placa 104 son una pieza monolítica) o, alternativamente, pueden ser una pieza independiente separada que se ensambla con la placa plana 204 para formar el canal 206.

La anchura del canal en la circunferencia interior “ds” es inferior al anchura del canal “d6” en la circunferencia exterior. La relación de d6 a ds es de 1.1: 1 a 6:1, preferiblemente de 1,3:1 a 3:1. En una realización, la distancia d6 es de 5 a 40 centímetros, preferiblemente de 10 a 20 centímetros, mientras que la distancia ds es de 2 a 25 centímetros, preferiblemente de 5 a 20 centímetros. El canal 206 tiene un piso que tiene una profundidad de 0,1 a 0,8 centímetros, preferiblemente de 0,2 a 0,4 centímetros desde la parte superior de las paredes 208.

En una realización, la solución de polímero, por lo tanto, entra en contacto con un canal cada vez más amplio a medida que se desplaza desde el espacio anular 124 (véanse las FIG. 1A o 1B) a la circunferencia exterior 209. Este diseño es ventajoso porque permite una caída de presión minimizada en el fluido a medida que viaja a través del conducto y una gran área de transferencia de masa para permitir una separación óptima de las fases de líquido y vapor.

Las paredes 208 están situadas entre los canales 206 y separan unos de otros los canales sucesivos de una placa particular. Las paredes 208 y los canales 206 se distribuyen uniformemente por la superficie de la placa 204. (Véanse las FIG. 3 y 5). Como se ha indicado anteriormente, cada pared 208 contiene una pluralidad de orificios 210 que alojan tubos 240 a través de los cuales fluye el fluido de calentamiento 250 (Véase la FIG. 1).

Las FIG. 5 y 6 representan otro diseño ilustrativo de pared 208 que hace que la anchura “w” del canal 206 disminuya sobre una porción del radio de la placa y después aumente sobre una porción del radio de la placa. En esta realización, la pared 208 puede ser integral con la placa 204 (por ejemplo, una unidad monolítica) o separada de la placa 204. Con referencia ahora a las FIG. 1, 5 y 6, cada placa contiene una pluralidad de canales 206 que disminuyen de anchura en al menos una porción del radio que se extiende de la circunferencia interior 207 a la circunferencia exterior 209 de la placa 204. Después de disminuir una porción del radio de la placa, la anchura aumenta entonces a medida que el canal avanza a la circunferencia exterior 209.

Con referencia ahora de nuevo a las FIG. 5 y 6, se representa la forma del canal que comprende tres zonas, una primera zona 402 generalmente convergente que es más ancha en su entrada que en su salida, una segunda zona 404 restrictiva en donde el canal alcanza una anchura mínima suficiente para provocar un caída de presión a través de la zona restrictiva, previniendo de este modo una evaporación instantánea sustancial de los componentes volátiles mientras se encuentran en la primera zona; y una tercera zona 406 generalmente divergente diseñada para permitir una ligera disminución de la presión en la solución de polímero, permitiendo que la solución de polímero forme espuma/se vuelva bifásica. La distancia entre la circunferencia interior 207 y la circunferencia exterior 209 de la placa 204 (que representa la longitud del canal 206) de la FIG. 6 se ha detallado anteriormente y es la misma que se detalla para las FIG. 3 y 4.

Con referencia ahora a la FIG. 6, la distancia dg es superior a d7, que a su vez es superior a ds. La primera zona 402 tiene una abertura 418 por la que entra la solución de polímero en el canal 206. La longitud de la primera zona es del 5 al 20 % de la longitud total del canal y la anchura en la circunferencia interior 207 es de 1 a 50 centímetros (cm). La relación entre la anchura del punto más ancho de la primera zona y la anchura del punto más estrecho de la zona varía de 1,0: 1 a 10:1.

La segunda zona 404 comienza en el terminal de la primera zona y varía en longitud de aproximadamente el 1,0 % al 40 % de la longitud total del canal que conecta con la entrada de la tercera zona. La anchura de la segunda zona puede permanecer constante en toda su longitud, disminuir hasta un mínimo y después permanecer constante o disminuir hasta un mínimo y después de eso aumentar de nuevo. Preferiblemente en su punto más estrecho, la segunda zona tiene 0,8 y 40,0 cm de ancho, más preferiblemente 0,8 y 15 cm de ancho. La relación entre la anchura del punto más ancho de la zona y la anchura del punto más estrecho de la zona es preferiblemente de 1,0:1 a 2,0:1. También preferiblemente, la relación entre la anchura más ancha de la primera zona y la anchura más estrecha de la segunda zona es superior a 2:1.

La tercera zona 406 comienza en el terminal de la segunda zona y termina con una salida 420 para la descarga de la solución de polímero. La longitud de la tercera zona es de aproximadamente el 40 al 85 % de la longitud total del canal. La relación entre la anchura de la tercera zona en su terminal y la de su entrada es preferiblemente de 1,5:1 a 10:1. No es necesario que la anchura de la zona aumente constantemente de la entrada al terminal, sino que puede seguir una forma sinusoidal u otra forma curva. También preferiblemente, la relación entre la anchura máxima de la tercera zona y la anchura mínima de la zona restrictiva es superior a 2:1.

Aunque las placas en la pluralidad de pilas 112 de placas en las porciones superior y media del distribuidor 100 pueden tener los diseños de canales divergentes mostrados en las FIG. 3 y 5 respectivamente, las pilas de placas en las porciones inferiores del distribuidor 100 pueden contener canales con un diseño convergente en la dirección radial como se muestra en las FIG. 7 y 8.

La FIG. 7 representa la forma de un único canal convergente 206 en una placa 204. Como se detalló anteriormente, el canal 206 es el espacio definido por las paredes 208 de los canales adyacentes. El techo del canal 206 lo proporciona una placa adyacente en la pila de placas. El canal en sí comprende dos zonas, una primera zona 510 que tiene un área de sección transversal relativamente grande de su entrada 514 a su salida 524, y una segunda zona 520 que tiene un área de sección transversal sustancialmente más pequeña en al menos una ubicación entre la salida 516 de la primera zona, que es también la entrada 524 a la segunda zona, y la salida 526 de la segunda zona. El área de sección transversal de la porción restringida (o toda) de la segunda zona 520 está dimensionada para provocar una evaporación instantánea sustancial, preferiblemente una evaporación instantánea sustancialmente completa, de los componentes volátiles del material fluido dentro de la propia segunda zona 520, o más preferiblemente inmediatamente aguas abajo de la misma tras salir de la salida 526 de la segunda zona 520.

La segunda zona 520 comienza en la salida 516 de la primera zona 510 y termina en una salida 526 que está adaptada para descargar el material fluido en un recipiente de recogida y separación. La segunda zona 520 varía en longitud, que es típicamente del 0,2 por ciento al 40 por ciento, preferiblemente de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 10 por ciento, y más preferiblemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5 por ciento, de la longitud total del canal 206. El área de sección transversal de la segunda zona 520 es más pequeña que el área de sección transversal de la primera zona 510, tanto para imponer una contrapresión suficiente sobre el material fluido dentro de la primera zona 510, como para dar como resultado una evaporación instantánea rápida y drástica de los componentes volátiles fuera del material fluido ya sea dentro de la segunda zona 520, o preferiblemente inmediatamente aguas abajo de la salida 526 de la segunda zona 520.

Como se muestra en la FIG. 7, el área de sección transversal y la forma de la segunda zona 520 pueden ser sustancialmente uniformes entre su entrada 524 y su salida 526, excepto por una pequeña sección de transición 525 en la entrada 524. Alternativamente, la forma y el área de sección transversal de la segunda zona pueden ser convergentes o divergentes o alguna combinación de los mismos para inducir la caída de presión necesaria y evaporar instantáneamente los componentes volátiles dentro de la segunda zona 520, o preferiblemente en la salida 526.

La FIG. 8 representa una vista superior de una placa con los canales convergentes de la FIG. 7. La placa 204 tiene una pluralidad de canales 206 que se extienden radialmente desde el núcleo. Los canales reciben la solución de polímero desde el paso anular 120. La placa 204 tiene una pluralidad de orificios 210 dispuestos dentro de la placa 204 y espaciados alrededor y entre los canales 206, y adaptados para transferir calor de los orificios 210 a través de las paredes 208 de la placa 204 y a los canales 206 o para sostener la pila de placas juntas. Los orificios 210 pueden ser cualquier tipo de elemento de calentamiento, tales como elementos de calentamiento eléctricos o elementos de calentamiento de fluido térmico, o pueden ser varillas metálicas que proporcionen soporte estructural a la pila de placas y aseguren las placas en posición. Preferiblemente, los orificios 210 comprenden una multiplicidad de tubos de intercambio de calor a través de los cuales fluye un fluido térmico (tal como vapor, aceite caliente, un líquido sintético u otro líquido calentado). En una realización ilustrativa, los tubos 240 que transportan aceite de calentamiento pueden atravesar los orificios 210 para calentar o enfriar la solución de polímero según se desee.

Como se ha indicado anteriormente, la pila 112 de placas comprende pilas de placas sucesivas, cada una de las cuales tiene un diámetro exterior y un diámetro interior decrecientes. Cada pila de placas está escalonada con respecto a la pila de placas contigua. La pila de placas con los diámetros exterior e interior más pequeños se ubica en la parte inferior de toda la pila, mientras que la placa con los diámetros exterior e interior más grandes se ubica en la parte superior de toda la pila. Dispuestas entre la pila de placas en la parte inferior de la pila de placas y la pila de placas en la parte superior hay una serie de pilas intermedias cuyos diámetros interior y exterior aumentan sistemáticamente de la parte inferior a la superior. En otras palabras, cada pila de placas sucesiva de la parte inferior a la superior tiene un diámetro interior y exterior que es más pequeño que la pila de placas inmediatamente superior.

La relación entre el diámetro exterior de una primera pila de placas (por ejemplo, 112A) y el diámetro exterior de una segunda pila de placas (por ejemplo, 112B) adyacente a la primera pila de placas es de 1:0,95 a 1:0,75, preferiblemente de 1:0,9 a 1:0,8. (Véase la FIG. 1A). La relación entre el diámetro exterior de la primera pila de placas (por ejemplo, 112A) y el diámetro exterior de la última pila de placas (por ejemplo, 112B) adyacente a la primera pila de placas es de 1:0,9 a 1:0,3, preferiblemente de 1:0,8 a 1:0,4. La relación entre el diámetro interior de una primera pila de placas (por ejemplo, 112A) y el diámetro interior de una segunda pila de placas (por ejemplo, 112B) adyacente a la primera pila de placas es de 1:0,95 a 1:0,75, preferiblemente de 1:0,9 a 1:0,8. La relación entre el diámetro interior de la primera pila de placas (por ejemplo, 112A) y el diámetro interior de la última pila de placas (por ejemplo, 112B) adyacente a la primera pila de placas es de 1:0,5 a 1:0,3, preferiblemente de 1:0,45 a 1:0,35. Este diseño de placa minimiza la interferencia de la espuma que sale de las ranuras superiores con las que se encuentran más abajo.

El número total de placas en una pila puede ser de 10 a 100, preferiblemente de 20 a 60. El número total de pilas de placas en un distribuidor es de 2 a 30, preferiblemente de 3 a 20 y más preferiblemente de 4 a 10.

Con referencia ahora una vez más a las FIG. 1A y 1B, se puede ver que los tubos 240 del banco de tubos recorren todas las pilas de placas del distribuidor. Algunos de los tubos 240 pueden reemplazarse con tuberías o varillas que sirven como elementos de ubicación o estabilización que proporcionan estabilidad y refuerzo a las placas en las pilas de placas.

Como se ha señalado anteriormente, la pluralidad de pilas 112 de placas está asegurada entre una tuerca 116 ubicada en la parte inferior del distribuidor y una primera placa 110 de montaje superior. La primera placa 110 de montaje superior está diseñada para atornillarse directamente al borde superior en un recipiente de desvolatilización. La pluralidad de pilas 112 de placas se mantiene así en posición por el segundo conducto 104, los tubos 240 en el banco de tubos, cualquier elemento de ubicación utilizado en lugar de los tubos 240 en el banco de tubos, la tuerca 116 en la parte inferior del distribuidor y la primera placa 110 de montaje superior.

Con referencia ahora a la FIG. 1A, en una manera de hacer funcionar el distribuidor, la solución de polímero que ingresa a la abertura 111 de entrada ingresa a la cámara 120 y viaja hacia abajo en el espacio anular 124 entre el segundo conducto 104 y la pluralidad de pilas 112 de placas. La solución de polímero 111 ingresa al distribuidor a una temperatura T1 y presión P1 en la abertura de entrada 120 e inicialmente viaja verticalmente hacia abajo a lo largo del espacio anular 124. La tuerca 116 mantiene el conjunto de placas en su lugar y evita que la solución de polímero siga descendiendo y provoca que la solución de polímero se desplace radialmente hacia fuera a través de los conductos en la pluralidad de pilas 112 de placas, como indica la flecha 113. La temperatura en la periferia del distribuidor se indica por T2 y la presión es P2. Durante el viaje de la solución de polímero a través de los conductos en las pilas de placas, se puede transportar aceite caliente 250 a través de los tubos 240 en las placas para calentar o enfriar la solución de polímero. En una realización, el aceite en los tubos 240 se usa para enfriar la solución de polímero a medida que viaja a través del conducto. Durante la puesta en marcha del distribuidor 100, el aceite caliente también puede transportarse opcionalmente a través de la entrada de aceite caliente 101 al primer conducto 102 y a través del primer espacio anular 122 (que se encuentra entre el primer conducto 102 y el segundo conducto 104). El aceite caliente sale del distribuidor por la salida de aceite caliente 103. El aceite caliente se puede usar en el primer espacio anular 122 para calentar el polímero hasta un estado fundido durante la puesta en marcha del distribuidor (por ejemplo, después de un apagado) o en condiciones de flujo bajo. En una realización, los tubos se sustituyen por varillas.

Durante el viaje de la solución de polímero a través de los conductos en las pilas de placas, el disolvente comienza a evaporarse instantáneamente de la solución de polímero, conduciendo a la separación del disolvente del polímero. Casi todo o una cantidad parcial del disolvente se evapora instantáneamente en el conducto. Se prefiere que la evaporación instantánea comience en el conducto, pero una gran porción de la evaporación instantánea puede ocurrir en el recipiente de desvolatilización fuera del conducto. es decir, fuera del distribuidor.

Como se ha indicado anteriormente, el distribuidor puede montarse encima de un recipiente de desvolatilización. La FIG. 9 representa una disposición ilustrativa donde el distribuidor 100 está montado encima de un recipiente de desvolatilización 600. El recipiente de desvolatilización 600 comprende una primera abertura 602 para retirar el disolvente que se evapora de la solución de polímero. La primera abertura 602 generalmente se encuentra en la porción superior del recipiente de desvolatilización 600. También contiene una segunda abertura 604 ubicada en la parte inferior del recipiente de desvolatilización 600 para retirar el polímero que se separa de la solución de polímero. La segunda abertura 604 está en comunicación fluida con una bomba de desplazamiento positivo 606 que facilita la retirada del polímero de la parte inferior del recipiente de desvolatilización.

Con referencia ahora a las FIG. 1A, 1B y 9, al hacer funcionar el recipiente de desvolatilización 600, la solución de polímero se carga al distribuidor 100 a través de la abertura 111 de entrada. El aceite caliente 250 se puede cargar simultáneamente al distribuidor 100 a través de los tubos 240. La solución de polímero viaja a través del espacio anular 124 a través de los conductos en la pluralidad de pilas 112 de placas y al salir de los conductos (como se muestra a través de la flecha 113) se separa en disolvente que se extrae del recipiente de desvolatilización 600 (no mostrado) y polímero que se extrae a través de la abertura 604 usando la bomba de desplazamiento positivo 606.

Condiciones de operación

En una realización ilustrativa, la temperatura de entrada T1 es de 220 a 300 0C y la presión de entrada P1 es de 6,86 a 13,73 MPa (70 a 140 kgf/cm2), mientras que la temperatura de salida T2 es de 200 a 260 0C y la presión de salida P2 es de 0,0003 a 0,005 MPa (0,003 a 0,05 kgf/cm2).

La solución de polímero generalmente contiene del 30 al 95 por ciento en peso (p), preferiblemente del 45 al 85 % en peso de un polímero, basándose en el peso total de la solución de polímero. La solución tiene una viscosidad de 10.000 a 2.000.000 centipoises, preferiblemente de 50.000 a 1.000.000 centipoises y preferiblemente de 100.000 a 800.000 centipoises. La viscosidad promedio de la solución puede ser de 100.000 a 600.000 centipoises medida como se detalla a continuación. La solución de polímero se transporta a través del distribuidor a un caudal de 45.000 a 225.000 kilogramos por hora, preferiblemente de 135.000 a 180.000 kilogramos por hora y preferiblemente de 147.000 a 170.000 kilogramos por hora. El flujo es de 0,5 a 30 kilogramos/hora/conducto, preferiblemente de 3 a 10 kilogramos/hora/conducto.

El fluido de calentamiento 250, si se usa, tiene una temperatura máxima de entrada de 285 a 295 0C y una temperatura mínima de salida de 200 a 220 0C. El fluido de calentamiento generalmente disminuye en una temperatura de 5 a 10 0C durante el calentamiento de la solución de polímero. La temperatura máxima de entrada del fluido de calentamiento siempre es mayor que la temperatura mínima de salida.

El polímero que se mezcla con el disolvente puede ser un polímero termoplástico, un polímero ligeramente reticulado o una mezcla de un polímero termoplástico con un polímero ligeramente reticulado. El polímero puede ser un oligómero, un homopolímero, un copolímero, un copolímero de bloques, un copolímero alterno, un copolímero aleatorio, un copolímero de injerto, un copolímero de bloques en estrella, un dendrímero o similares, o una combinación de los mismos.

Los ejemplos de los polímeros que se pueden mezclar con el disolvente incluyen una poliolefina, un poliacetal, un poliacrílico, un policarbonato, un poliestireno, un poliéster, una poliamida, una poliamidaimida, un poliarilato, una poliarilsulfona, una polietersulfona, un sulfuro de polifenileno, un cloruro de polivinilo, una polisulfona, una poliimida, una polieterimida, una politetrafluoroetileno, una poliétercetona, una poliéter éter cetona, una poliéter cetona, un polibenzoxazol, un polioxadiazol, una polibenzotiazinofenotiazina, un polibenzotiazol, una polipirazinoquinoxalina, una polipiromelitimida, una poliquinoxalina, un polibencimidazol, un polioxindol, una polioxoisoindolina, una polidioxoisoindolina, una politriazina, una polipiridazina, una polipiperazina, una polipiridina, una polipiperidina, un politriazol, un polipirazol, una polipirrolidina, un policarborano, un polioxabiciclononano, un polidibenzofurano, una poliftalida, un polianhídrido, un polivinil éter, un polivinil tioéter, un alcohol polivinílico, una polivinil cetona, un haluro de polivinilo, un nitrilo de polivinilo, un éster de polivinilo, un polisulfonato, un polinorborneno, un polisulfuro, un politioéster, una polisulfonamida, una poliurea, un polifosfaceno, un polisilazano, un poliuretano, un polisiloxano, o similares, o una combinación de los mismos.

Son polímeros ilustrativos las poliolefinas. Los ejemplos de poliolefinas incluyen homopolímeros y copolímeros (incluyendo copolímeros de injerto) de una o más olefinas C2 a C10, incluyendo polipropileno y otros polímeros a base de propileno, polietilenos y otros polímeros a base de etileno, y copolímeros de bloques de olefina. Dichos polímeros a base de olefinas incluyen polietilenos de alta densidad (HDPE), polietilenos de baja densidad (LDPE), polietilenos lineales de baja densidad (tales como LLDPE comercializado por The Dow Chemical Company con la marca registrada “ DOWLEX” ), polietilenos potenciados (tales como los comercializados por The Dow Chemical Company con la marca comercial “ ELITE” ), polímeros fabricados a través de catalizadores moleculares o de sitio único, tales como metaloceno, geometría restringida, ariloxiéter polivalente, etc. Son ejemplos de dichos polímeros copolímeros de etileno lineales o sustancialmente lineales (tales como los comercializados por The Dow Chemical Company con las marcas registradas “AFFINITY” y “ ENGAGE” y los comercializados por ExxonMobil Chemical Company con las marcas registradas “ EXACT” y “ EXCEED” ), copolímeros a base de propileno (tales como los comercializados por The Dow Chemical Company con la marca comercial “VERSIFY” y los comercializados por ExxonMobil Chemical Company con la marca comercial “VISTAMAXX” ), y los copolímeros de bloques de olefina (tales como los comercializados por The Dow Chemical Company con la marca comercial “ INFUSE” ), y otros elastómeros de poliolefina (tales como el EPDM comercializado por The Dow Chemical Company con la marca registrada “ NORDEL” o “ NORDEL IP” ).

El disolvente variará dependiendo del polímero fabricado. Pueden usarse disolventes polares apróticos, tales como agua, carbonato de propileno, carbonato de etileno, butirolactona, acetonitrilo, benzonitrilo, nitrometano, nitrobenceno, sulfolano, dimetilformamida, N-metilpirrolidona o similares, o combinaciones de los mismos, para solvatar algunos polímeros. También pueden usarse disolventes próticos polares, tales como metanol, acetonitrilo, nitrometano, etanol, propanol, isopropanol, butanol o similares, o combinaciones de los mismos. Se pueden usar otros disolventes no polares, tales como benceno, tolueno, cloruro de metileno, tetracloruro de carbono, hexano, dietil éter, tetrahidrofurano o similares, o combinaciones de los mismos, para solvatar algunos polímeros. También pueden usarse codisolventes que comprendan al menos un disolvente polar aprótico y al menos un disolvente no polar para modificar el poder de hinchamiento del disolvente y ajustar de este modo el poder de solvatación del disolvente. Un disolvente ilustrativo para poliolefinas es Isopar™ E de ExxonMobil.

Los polímeros mencionados anteriormente se fabrican en un reactor de polimerización en solución o suspensión en el que los monómeros y los polímeros producidos se arrastran en un disolvente o diluyente. También pueden fabricarse otras soluciones de polímeros (intencionalmente o no) que contengan cantidades grandes o pequeñas de componentes volátiles. Los componentes volátiles típicos incluyen disolventes (tales como diluyentes inertes aromáticos o alifáticos), monómeros y/o comonómeros sin reaccionar y subproductos de reacción de bajo peso molecular. La cantidad de disolvente, monómeros sin reaccionar, comonómeros sin reaccionar y/u otros componentes volátiles que han de retirarse de la solución de polímero puede variar entre un gran exceso y una mera cantidad contaminante. Los polímeros fundidos producidos en plantas de polimerización en solución o en suspensión, incluso después de una etapa inicial de desvolatilización instantánea, frecuentemente contienen del 10 al 60 por ciento en peso o más de componentes volátiles disueltos o arrastrados en el punto en que se procesan en el aparato de calentamiento. Típicamente, la cantidad de componentes volátiles residuales que quedan en el polímero desvolatilizado debe ser inferior al 0,5 % en peso, preferiblemente inferior al 0,1 % en peso y más preferiblemente inferior al 0,05 % en peso, basándose en el peso total del polímero desvolatilizado medido mediante la norma ASTM D-4526.

Dependiendo de la concentración inicial de componentes volátiles en el material fluido a desvolatilizar y el nivel de volátiles residuales que son aceptables en el producto desvolatilizado, puede usarse más de una etapa (tal como dos o tres etapas) del aparato de desvolatilización. Además, el aparato de desvolatilización puede usarse en combinación con otras técnicas de desvolatilización conocidas, tales como desvolatilización instantánea simple, extracción de fluidos iónicos, extracción usando un fluido supercrítico, destilación, extracción con vapor o extracción con dióxido de carbono, ya sea en etapas separadas de desvolatilización o (en el caso, por ejemplo, de extracción por vapor o extracción por dióxido de carbono) en combinación con el aparato de esta invención dentro de la misma etapa de desvolatilización.

El distribuidor detallado en la presente memoria tiene una serie de ventajas. Éstas incluyen la variación del espacio entre las ranuras o el tamaño del anillo de la tubería interior para crear una distribución uniforme del flujo de la parte superior a la inferior. El uso de un primer conducto y un segundo conducto permite el calentamiento del polímero en el arranque. El segundo conducto actúa como un mecanismo de retención para la pila de placas. El diseño permite una menor caída de presión a través del distribuidor, puesto que la solución de polímero parpadeará en las ranuras del distribuidor creando una espuma que crea un área de superficie para que se produzca la transferencia de masa. El diseño muestra una alta confiabilidad porque tiene pocas conexiones de soldadura, lo que reduce las posibilidades de fugas de fluido de calentamiento.

El diseño cónico de la pluralidad de pilas de placas permite una menor interferencia de la espuma de los niveles superiores con la espuma de los niveles inferiores. Tampoco degrada el polímero en las ranuras porque no crea polímero estancado o espuma en ciertas ranuras debido a la mala distribución del flujo. El distribuidor emplea un diseño de placa y espaciador alternados. Pueden usarse varillas internas para alinear, posicionar y conservar los espaciadores.

El distribuidor detallado en el presente documento se describe en el siguiente ejemplo no limitativo.

Ejemplo

Este ejemplo teórico demuestra el funcionamiento del distribuidor. En la Tabla 1 se presenta un ejemplo de un distribuidor para condiciones de operación variables. El caudal de polímero es de 20 toneladas métricas por hora (MT/h). El distribuidor tiene 6.000 ranuras, 12 ranuras por capa. Cada capa tiene la misma longitud de 25 centímetros y una altura de 2 milímetros. La viscosidad de la masa fundida del polímero es de 1.000.000 centipoises (cp). El polímero es un copolímero de etileno/octeno. El disolvente es Isopar® E. La densidad del polímero fundido es típica del polietileno. La densidad del disolvente se estima para Isopar E® en función de la temperatura y la presión usando la ecuación de estado PC-SAFT y ajustando las estimaciones para obtener una correlación empírica como función de la temperatura y la presión. La densidad de la espuma se estima usando la regla de mezcla de vMPaolumen promedio. La tasa de flujo de la solución a través de las ranuras se estima basándose en la solución total dividida por el número de ranuras, y la velocidad correspondiente es la velocidad promedio que sale de las ranuras dada la tasa de flujo y la densidad estimada de la espuma.

Tabla 1

Definiciones

Por “sustancialmente uniforme” , como se usa con respecto a una dimensión (tal como anchura o altura) o un área de sección transversal de zona dentro de un canal de calentamiento, se entiende que el mismo no converge ni diverge en absoluto, o converge y/o diverge en no más del diez por ciento del promedio de esa dimensión.

“ Polímero” se refiere a un compuesto polimérico preparado mediante polimerización de monómeros, ya sean del mismo tipo o uno diferente de monómero. El término genérico “polímero” abarca los términos “oligómero” , “ homopolímero” , “copolímero” , “ terpolímero” así como “ interpolímero” .

“ Interpolímero” se refiere a polímeros preparados mediante la polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. El término genérico “ interpolímero” incluye el término “copolímero” (que usualmente se emplea para referirse a un polímero preparado a partir de dos monómeros diferentes), así como el término “terpolímero” (que por lo general se emplea para referirse a un polímero preparado a partir de tres tipos diferentes de monómeros). También abarca polímeros fabricados mediante la polimerización de cuatro o más tipos de monómeros.

“Oligómero” se refiere a una molécula de polímero que consiste en únicamente unas pocas unidades de monómero, tales como un dímero, trímero o tetrámero.

“ Presión de punto de burbuja” significa la presión más alta a la que se forma la primera burbuja de vapor a una temperatura determinada.

“Solución de polímero” significa una solución que contiene un polímero disuelto donde el polímero y los volátiles están en una única fase: una fase líquida.

“Fluido de calentamiento” significa un fluido útil para transportar calor desde una fuente de calor y transferir ese calor por intercambio de calor indirecto a una placa del aparato de calentamiento. Los fluidos térmicos adecuados incluyen vapor, aceites calientes y otros fluidos térmicos, tales como los comercializados por The Dow Chemical Company con la marca registrada “ DOWTHERM™.”

Las viscosidades de la solución se miden usando un reómetro Anton Paar MCR 102 fabricado por Anton Paar Germany GmbH. El reómetro está equipado con un sistema de calentamiento eléctrico C-ETD300. El sistema de copa y émbolo (combinación de cilindros concéntricos) comprende una copa de 27 milímetros (mm) de diámetro y un émbolo de 25 mm de diámetro para permitir un espacio de 1 mm entre los dos. El émbolo funciona en modo rotatorio dentro de una célula de presión de 150 bar (10,5 kg/cm2 o 15 MPa). Las medidas de viscosidad se obtienen a una presión de 3 MPa (30 bar) (obtenida con un lecho de nitrógeno), un intervalo de temperaturas (de 150 a 250 0C), un intervalo de concentraciones de polímero (del 20 al 90 por ciento en peso), un intervalo de velocidades de corte (de 0,1 a >100 segundos recíprocos (s-1)) y una rango de pesos moleculares de polímeros (de 15.000 a 200.000 g/mol). El disolvente en todos los casos es Isopar™ E de ExxonMobil. Las medidas de viscosidad obtenidas varían de 800 a más de 2.000.000 centipoises.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un distribuidor (100) que comprende:

un primer conducto (102); donde el primer conducto (102) tiene una abertura de entrada (101) de aceite caliente para cargar un aceite caliente (250) en el distribuidor (100);

un segundo conducto (104); donde el primer conducto (102) se encuentra dentro del segundo conducto (104) para definir un primer espacio anular (122) entre los mismos; donde el segundo conducto (104) tiene una abertura de salida (103) para retirar el aceite caliente (250) del distribuidor (100);

una pluralidad de pilas (112) de placas dispuestas alrededor del segundo conducto (104) para definir un segundo espacio anular (124) que se estrecha de la parte superior a la inferior del distribuidor (100); en donde el segundo espacio anular (124) está en contacto con una abertura de entrada (111) que recibe una solución de polímero; donde cada pila (112) de placas sucesiva tiene un diámetro interior más pequeño y un diámetro exterior más pequeño que la pila (112) de placas ubicada encima de ella;

donde cada pila (112A, 112B, 112C) de placas comprende una pluralidad de placas; donde la pluralidad de placas define, además, una pluralidad de conductos, teniendo cada conducto una anchura variable sobre su longitud y extendiéndose radialmente hacia fuera desde el segundo espacio anular (124), donde la pluralidad de conductos está en comunicación fluida con el segundo espacio anular (124); y donde el distribuidor (100) funciona a una presión y una temperatura eficaces para promover la separación de un disolvente de una solución de polímero durante el transporte de la solución de polímero a través del distribuidor (100).

2. El distribuidor (100) de la reivindicación 1, donde el conducto en la pila (112) de placas tiene un área de sección transversal creciente a medida que aumenta la distancia radial desde un centro del primer conducto (102).

3. El distribuidor (100) de la reivindicación 1, donde el conducto en la pila (112) de placas tiene un área de sección transversal decreciente a medida que aumenta la distancia radial desde un centro del primer conducto (102).

4. El distribuidor (100) de la reivindicación 3, donde el conducto con el área de sección transversal decreciente se ubica más lejos de una abertura de entrada (111) de solución de polímero que un conducto en la pila (112) de placas con un área de sección transversal que aumenta con la distancia radial desde el centro del primer conducto (102).

5. El distribuidor (100) de la reivindicación 1, donde el conducto en la pila (112) de placas tiene una anchura creciente en una porción de su longitud y tiene una anchura decreciente en una porción de su longitud; donde la longitud se mide como la distancia radial desde un centro del primer conducto (102).

6. El distribuidor (100) de la reivindicación 1, donde la temperatura y la presión del distribuidor (100) son eficaces para facilitar el inicio de la evaporación instantánea del disolvente en el conducto.

7. El distribuidor (100) de la reivindicación 6, donde la temperatura y la presión del distribuidor (100) son eficaces para facilitar la evaporación instantánea de un resto de disolvente fuera del conducto después de que la solución de polímero se haya transportado a través del conducto.

8. El distribuidor (100) de la reivindicación 1, donde las placas se intersecan con tubos (240) que transportan un aceite caliente (250) o con varillas que facilitan mantener una alineación de las placas.

9. El distribuidor (100) de la reivindicación 1, donde las placas en la pila están diseñadas para que tengan un área de sección transversal optimizada para garantizar una distribución uniforme de la solución de polímero a través del distribuidor (100).

10. Una cámara de desvolatilización (600) que comprende una primera abertura (602) para retirar un disolvente y una segunda abertura (604) para retirar un polímero; donde la segunda abertura (604) está equipada con una bomba de desplazamiento positivo (606); y en donde el distribuidor, como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, está ubicado encima de la cámara de desvolatilización (600).

11. Un método que comprende:

cargar en un distribuidor (100) una solución de polímero; donde el distribuidor (100) comprende:

un primer conducto (102); donde el primer conducto (102) tiene una abertura de entrada (101) de aceite caliente para cargar un aceite caliente (250) en el distribuidor (100); un segundo conducto (104); donde el primer conducto (102) se encuentra dentro del segundo conducto (104) para definir un primer espacio anular (122) entre los mismos; donde el segundo conducto (104) tiene una abertura de salida (103) para retirar el aceite caliente (250) del distribuidor (100);

una pluralidad de pilas (112) de placas dispuestas alrededor del segundo conducto (104) para definir un segundo espacio anular (124) que se estrecha de la parte superior a la inferior del distribuidor (100); donde cada pila (112) de placas sucesiva tiene un diámetro interior más pequeño que la pila (112) de placas ubicada encima de ella;

en donde el segundo espacio anular (124) está en contacto con una abertura de entrada (111) que recibe una solución de polímero; donde cada pila (112) de placas sucesiva tiene un diámetro interior más pequeño y un diámetro exterior más pequeño que la pila (112) de placas ubicada encima de ella;

donde cada pila (112) de placas comprende una pluralidad de placas; donde la pluralidad de placas define, además, una pluralidad de conductos, teniendo cada conducto una anchura variable sobre su longitud y extendiéndose radialmente hacia fuera desde el segundo espacio anular (124), donde la pluralidad de conductos está en comunicación fluida con el segundo espacio anular (124); y donde el distribuidor (100) funciona a una presión y una temperatura eficaces para promover la separación de un disolvente de una solución de polímero durante el transporte de la solución de polímero a través del distribuidor (100);

retirar el disolvente del distribuidor (100) a través de una primera abertura (602); y

retirar un polímero del distribuidor (100) a través de una segunda abertura (604).