MX2008008276A - Procedimiento en fase gaseosa e instrumento para la polimerizacion de olefinas - Google Patents

Abstract

Un procedimiento en fase gaseosa para la polimerización de una o más a-olefinas en un reactor en lecho fluido en la presencia de un catalizador de la polimerización, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido dispuesta en su base, y recursos externos para reciclar y enfriar el gas que no reaccionóa partir de la parte superior de dicho reactor hacia dicha rejilla para formación de fluido, el procedimiento siendo caracterizado por:(i) una recirculación neumática continua del polímero por medio de un asa de circulación que conecta dicha rejilla para formación de fluido con la región superior del reactor en lecho fluido;(ii) una descarga continua del polímero a partir de una zona de dicha asa de circulación que tiene una concentración del polímero mayor que la concentración del polímero dentro del lecho de polímero fluido.

Description

PROCEDIMIENTO EN FASE GASEOSA E INSTRUMENTO PARA LA POLIMERIZACIÓN DE OLEFINAS MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un procedimiento e instrumento para la polimerización en fase gaseosa de a-olefinas que se lleva a cabo en la presencia de un sistema catalizador de la polimerización. En particular, la invención se refiere a la polimerización en fase gaseosa en un reactor de lecho fluido que opera de manera continua provisto con equipo para la descarga continua del polímero en polvo. El desarrollo de catalizadores con alta actividad y selectividad del tipo Ziegler-Natta y, más recientemente, del tipo metaloceno ha llevado al uso extendido a una escala industrial de procesos en los cuales la polimerización de la olefina se lleva a cabo en un medio gaseoso en la presencia de un catalizador sólido. Un ejemplo de dichos procedimientos de polimerización en fase gaseosa incluye el uso de un reactor en lecho fluido en donde un lecho de partículas de polímero se mantiene en un estado fluido mediante el flujo hacia arriba de un gas fluidizador. Durante la polimerización se genera polímero fresco mediante la polimerización catalítica de los monómeros y el polímero elaborado se retira del reactor para mantener el lecho de polímero a un volumen constante. El lecho fluido, el cual comprende un lecho de partículas del polímero en crecimiento y partículas del catalizador, se mantiene en un estado fluido mediante el flujo continuo hacía arriba de un gas fluidizador, que comprende la corriente de gas en recirculación y los monómeros producidos. Los procedimientos industriales emplean una lámina de distribución para dispensar el gas fluidizador hacia el lecho de polímero, la lámina de distribución también actúa como un soporte para el lecho cuando se corta el suministro de gas. El gas fluidizador entra por la parte inferior del reactor y pasa a través de la lámina de distribución hacia el lecho de polímero fluido. La polimerización de las olefinas es una reacción exotérmica y por lo tanto es necesario proveer instrumentos para enfriar el lecho para remover el calor de la polimerización. En la ausencia de dicho enfriamiento el lecho podría incrementar su temperatura hasta, por ejemplo, que el catalizador se vuelva inactivo o hasta que las partículas del polímero se fusionan parcialmente. Cuando se lleva a cabo la polimerización en un reactor de lecho fluido, el método preferido para remover el calor de la polimerización es mediante el ingreso al reactor de una corriente de gas en recirculación a una temperatura menor que la temperatura deseada de polimerización. Dicha corriente en recirculación, mientras pasa a través del lecho fluido, permite la eliminación del calor de la polimerización. La corriente de gas en recirculación se retira a partir de la zona superior del reactor en lecho fluido, se enfría por el paso a través de un intercambiador externo de calor y luego se hace recircular hacia el reactor. La temperatura de la corriente de gas en recirculación se puede ajustar en el intercambiador de calor para mantener el lecho fluido a la temperatura de polimerización deseada. La corriente de gas en recirculación generalmente comprende, además de los monómeros gaseosos, también gases inertes y diluyentes, tales como propano o hidrocarburos más saturados y/o nitrógeno, y eventualmente agentes gaseosos para transferencia de la cadena, tal como hidrógeno. Los monómeros y agentes para transferencia de cadena, consumidos por la reacción de polimerización, normalmente se reemplazan mediante la adición de un gas elaborado a la corriente de gas en recirculación. Se sabe que la descarga del polímero en polvo a partir de un reactor en lecho fluido se puede llevar a cabo de manera discontinua o continua. Teniendo en mente las altas presiones adoptadas en la polimerización en fase gaseosa, los sistemas discontinuos convencionales de descarga de sólidos generalmente comprenden al menos un recipiente intermedio conectado corriente arriba con respecto al reactor y corriente abajo con respecto a un recipiente de contención por medio de tuberías, cada una de las cuales está equipada con una válvula. Estas válvulas operan en secuencia, manera que el sistema de descarga opera como una esclusa. Inicialmente se descarga una fracción del polímero formado junto con el gas de reacción dentro del recipiente intermedio, y luego dentro del recipiente de contención. La operación correcta del recipiente intermedio generalmente requiere el uso de un sistema para compensación de la presión colocando el recipiente intermedio en comunicación con la parte superior del reactor. Un sistema de descarga de este tipo se describe en la patente de GB 1375741.

Varias versiones o modificaciones del principio de esclusa se describen o se mencionan en algunas Patentes Europeas. Por ejemplo, EP-88655 y EP -202076 describen un sistema de evacuación de alta velocidad del lecho fluido, por ejemplo cuando se cambia el tipo de polímero producido en el reactor, que comprende una tubería vertical para evacuación, la cual se conecta de manera central con una rejilla para formación de fluido, dicha tubería vertical para evacuación se provee con una válvula de encendido/apagado de alta velocidad. Estos sistemas de descarga se describen como un sistema auxiliar complementario con los sistemas de descarga tradicionales basados en una tubería lateral colocada por arriba de la rejilla para formación de fluido. La Solicitud de Patente Europea EP 250169 describe un sistema que comprende dos válvulas obturadoras giratorias, las cuales se accionan de tal manera que nunca están abiertas ambas de manera simultánea. Un tanque de despresurización se conecta con el reactor de lecho fluido y se interpone entre dichas dos válvulas obturadoras giratorias con el objeto de reducir las fluctuaciones de presión dentro del reactor de lecho fluido, produciendo como un resultado la descarga discontinua del polímero en polvo a partir del reactor. Todos estos sistemas de descarga operan de manera discontinua y requieren el uso de válvulas que se abren en secuencia. Este método de operación discontinua frecuentemente ocasiona fluctuaciones en la presión y/o en la velocidad de flujo, o fluctuaciones en el nivel del lecho fluido dentro del reactor, cuando se retira un lote de polímero elaborado a partir del reactor. Estas fluctuaciones influyen sobre la concentración del monómero y también sobre otros parámetros, tal como la concentración de los agentes para transferencia de cadena y co-monómeros, los cuales tomados juntos tienen un fuerte impacto sobre la calidad del producto polimérico. Además, las alteraciones ocasionadas por las fluctuaciones anteriormente mencionadas tienen un efecto negativo sobre la operación de los equipos colocados corriente abajo del reactor para polimerización, ocasionando por ejemplo amplias variaciones de presión en la salida de la válvula de descarga, requiriendo así grandes volúmenes corriente abajo de la válvula de descarga con el objeto de reducir cualquier oscilación de la presión. El sistema de descarga discontinua también es un poco costoso como una inversión, y también es gravoso en los costos de mantenimiento. Estas desventajas hacen que los sistemas discontinuos anteriormente mencionados no sean la mejor opción a ser utilizada en los procedimientos de la industria moderna para la polimerización de olefina. Un reactor en lecho fluido puede trabajar mejor de manera constante y confiable solamente sí la descarga del polímero en polvo se opera y ajusta de manera continua. De hecho, incluso fluctuaciones mínimas sobre las condiciones de operación (temperatura, presión, concentración de monómeros) pueden incrementar o disminuir considerablemente la velocidad de producción del polímero. La solución actualmente adoptada se representa por una descarga continua del polímero a través de una válvula de descarga colocada en la región inferior del lecho fluido del polímero. En particular, el polímero elaborado en una forma en polvo generalmente se retira del reactor mediante al menos un conducto de descarga lateral situado a lo largo de la pared vertical del reactor por arriba de la rejilla para formación de fluido, y luego se somete a una etapa de descompresión y desgasificación. Las válvulas de bola segmental o válvulas excéntricas de tipo rotatorio comúnmente se utilizan como válvulas de control a la salida a partir de un reactor para polimerización en lecho fluido. Este tipo de sistema de descarga otorga la ventaja de no crear zonas estancadas y es consecuente con los puntos calientes locales en la región del lecho fluido más cercana a la salida del reactor. Al mantener una presión suficientemente baja corriente abajo de la válvula de descarga, la reacción de polimerización prácticamente se detiene debido a la baja presión parcial del monómero, evitando así el riesgo de polimerización en el instrumento receptor corriente abajo. De conformidad con la descripción de EP 1159305 el polímero en polvo de flujo libre continuamente se retira a partir de un reactor en lecho fluido vía una tubería de descarga, a la vez que se monitorea de manera simultánea el nivel de superficie del lecho fluido dentro del reactor en fase gaseosa. El flujo del material polimérico a través de la tubería de descarga se controla, de manera que se mantiene un nivel de lecho esencialmente constante dentro del reactor. Para lograr este objetivo, el reactor se provee con una boquilla de salida equipada con una válvula de control continuamente operada para la descarga de polímero. El sistema de descarga de EP 1159305 comprende una boquilla de salida a partir del lecho de polímero fluido, un recipiente para recolección en comunicación con dicha boquilla de salida para la separación de gas a partir del material sólido, una válvula de control y un indicador del nivel del lecho. Las válvulas de bola, válvulas de bola en V y válvulas de manguera se mencionan como las válvulas control continuamente operadas. Tanto la línea de descarga como la válvula de control se limpian de manera discontinua con un flujo de gas a chorro para prevenir su taponamiento. Sin embargo, la mayor desventaja asociada con este tipo de sistema de descarga continua se correlaciona con la cantidad excesiva de monómeros gaseosos y compuestos inertes los cuales se descarga en continuamente a partir del lecho fluido junto con el polímero en polvo. De hecho, la cantidad de mezcla de reacción que acompaña al polímero es elevada, siendo el polímero retirado a partir de una zona de reacción en donde la concentración de sólidos es bastante baja. Dicha cantidad considerable de los monómeros de reacción no se puede desperdiciar y tiene que ser necesariamente recuperada mediante el uso de dispositivos de tamaño grande para descomprimir y desgasificar el polímero, y también mediante los dispositivos apropiados y costosos para recomprimír y reciclar parte de dicha mezcla de reacción del gas dentro del reactor para polimerización. A mayor cantidad de la mezcla de reacción del gas a ser recuperado y reciclado por el reactor, mayores son los costos operativos que están involucrados.

Por lo tanto, desde hace tiempo se tiene la necesidad de superar las desventajas mencionadas con los sistemas de descarga convencional de la técnica previa, proveyendo un procedimiento innovador para la descarga continua del polímero en polvo a partir de un reactor para polimerización en fase gaseosa que puede reducir simultáneamente la cantidad de gas asociado. Actualmente se ha encontrado un procedimiento e instrumento para la polimerización en fase gaseosa de olefinas capaz de minimizar en una forma considerable la cantidad de gas retirado a partir del instrumento para polimerización junto con el polímero. Por lo tanto es un primer objetivo de la presente invención un procedimiento en fase gaseosa para la polimerización de una o más a-olefinas en un reactor en lecho fluido en la presencia de un catalizador de la polimerización, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido dispuesta en su base, y recursos externos para recíclar y enfriar el gas que no ha reaccionado a partir de la parte superior de dicho reactor hacia dicha rejilla para formación de fluido, el procedimiento siendo caracterizado por: (i) una recirculación neumática continua de un polímero por medio de un asa de circulación que conecta dicha rejilla para formación de fluido con la región superior del reactor en lecho fluido; (ii) una descarga continua del polímero a partir de una zona de dicha asa de circulación que tiene una concentración del polímero mayor que la concentración del polímero dentro del lecho de polímero fluido. El procedimiento de polimerización en fase gaseosa de la presente invención comprende una recirculación neumática continua de las partículas del polímero a partir de una región situada en la porción inferior del lecho fluido hacia una región situada en la parte superior del reactor en lecho fluido. La característica técnica (i) de la presente invención se lleva a cabo por medio de un asa de circulación por fuera del reactor en lecho fluido, dicha asa de circulación comprendiendo un tubo vertical sustancialmente vertical y una tubería de transporte neumático. El tubo vertical sustancialmente vertical sale por debajo de la rejilla de distribución de manera que el polímero en polvo que proviene del lecho fluido cae debido a la gravedad dentro de dicho tubo vertical. Se forma una zona de compactación del sólido en este tubo vertical puesto que se fuerza que el polímero fluya, por gravedad, dentro de un volumen restringido: permitiendo así la implementación de la característica técnica (¡i) de la presente invención debido a que dicha zona de compactacíón del sólido se caracteriza por una concentración del sólido mayor que la concentración de los sólidos presentes dentro del reactor en lecho fluido. El polímero en polvo fluye por gravedad hacía dicha zona de compactación del sólido y este flujo continuo previene la formación de "puntos calientes" en el tubo vertical del asa de circulación. De manera ventajosa se puede colocar una válvula de descarga en correspondencia con dicha zona de compactación para la descarga continua de una fracción del polímero en polvo que fluye dentro del asa de circulación. Como una consecuencia, la cantidad de gas descargado con el polímero se reduce drásticamente en comparación con la técnica previa de descarga del polímero directamente a partir del lecho fluido del polímero: de hecho, en relación con dicha zona de compactación la cantidad de gas llega a valores cercanos a aquellos del gas intergranular que rodea a las partículas del polímero en una condición de lecho empaquetado. La implementación de la característica técnica (ii) de la invención lleva a una reducción drástica en los volúmenes de gases que no han reaccionado a ser recuperados y una notable reducción consecuente de los costos operativos corriente abajo de la válvula de descarga, específicamente en las etapas de descomprimir y desgasificar el polímero, y al recomprimir y reciclar la mezcla de reacción de gas hacia el instrumento para polimerización. Como se dijo, la válvula para descargar el polímero se coloca de manera ventajosa en relación con dicha zona para compactación del sólido y se ajusta continuamente la abertura de dicha válvula de manera que se mantiene constante la altura del lecho de polímero fluido dentro del reactor. De conformidad con la invención, la relación entre la velocidad del flujo del polímero continuamente reciclado hacia el reactor vía el asa de circulación y la velocidad de flujo del polímero continuamente descargado a través de dicha válvula de descarga está comprendida entre 2 y 20, preferiblemente entre 4 y 15.

Corriente abajo del tubo vertical, el asa de circulación de la invención comprende una tubería de transporte neumático que tiene la función de reintroducir dentro del reactor en lecho fluido el polímero en polvo el cual se desvía de la válvula de descarga: un gas "impulsado" se ingresa en la entrada de dicha tubería de transporte neumático para permitir el reciclado neumático continuo del polímero hacia la región superior de dicho reactor en lecho fluido. Este gas impulsado generalmente se toma a partir del sistema de reciclamiento del gas para reciclar los monómeros que no reaccionaron a partir de la parte superior del reactor en lecho fluido hasta debajo de la rejilla para formación de fluido. Al término de la tubería de transporte neumático el polímero en polvo de reintroduce dentro del reactor en lecho fluido, preferiblemente en una región por arriba del lecho de polímero y por debajo de la zona para reducción de la velocidad, sí está presente en el reactor en lecho fluido. En los reactores convencionales en lecho fluido una amplia distribución del tamaño de partícula puede ocasionar los efectos de elutríacíón y de segregación con partículas más grandes que se concentran más en la región inferior del lecho de polímero, de manera que se puede encontrar una distribución diferente del tamaño de partícula en un nivel diferente del lecho fluido. La circulación continua del sólido a partir de la zona inferior hacia la región superior del reactor en lecho fluido proporciona la ventaja adicional de mejorar la uniformidad del lecho del polímero.

Una mejor homogeneidad en la distribución del tamaño de partículas del lecho de polímero se logra debido a que la fracción sólida que tiene un diámetro promedio mayor, la cual podría tender a segregarse a partir del lecho y acumularse en la rejilla para distribución de gas, se transporta de manera ventajosa hacia abajo del tubo vertical, y a partir de aquí se descarga fuera el reactor o se recicla en la parte superior del lecho fluido. Otras características y ventajas de la presente invención se ilustran en la siguiente descripción detallada con referencia al dibujo anexo, el cual es representativo y no limitante del alcance de la invención. La figura 1 es un reactor en lecho fluido que tiene un sistema de descarga del polímero de conformidad con el procedimiento de la presente invención. Con referencia a la figura 1 , se muestra un reactor en lecho fluido 1 para la polimerización continua en fase gaseosa de a-olefinas. El reactor 1 comprende un lecho fluido 2 de polímero, una rejilla para formación de fluido 3 y una zona de reducción de velocidad 4. La zona de reducción de velocidad 4 generalmente es de un diámetro incrementado en comparación con el diámetro de la porción de lecho fluido del reactor. El lecho de polímero se mantiene en un estado de fluido mediante un flujo de gas hacia arriba que se ingresa a través de la rejilla para formación de fluido 3 colocada en la porción inferior del reactor 1. La corriente gaseosa que deja la parte superior de la zona de reducción de velocidad 4 comprende, además de los monómeros sin reaccionar, también gases condensables inertes, tales como alcanos, así como gases no condensables inertes, tal como nitrógeno. Dicha corriente gaseosa se comprime, se enfría y se recicla hacia la parte inferior del reactor en lecho fluido: a partir de la parte superior de la zona de reducción de velocidad 4 la corriente de gas se transfiere vía la línea de recirculación 5 hacia un compresor 6 y luego hacia un intercambiador de calor 7. Pasando a través del intercambiador de calor 7, la corriente de gas se enfría con el objeto de disipar el calor de la reacción y luego se transfiere a la parte inferior del reactor en lecho fluido (por debajo de la rejilla de distribución) vía la línea 8. Los monómeros elaborados, reguladores de peso molecular, y gases inertes opcionales se ingresan dentro del reactor 1 vía la línea M. En la figura 1 la posición de la línea M se coloca, sólo como un ejemplo, corriente arriba del compresor 6, esto no limita el alcance de la invención. Generalmente, los diversos componentes catalizadores se ingresan al reactor 1 vía una línea 9 que preferiblemente se coloca en la parte inferior del lecho fluido 2. El reactor en lecho fluido 1 de la invención se provee con una recirculación neumática continua de polímero por medio de un asa de circulación, indicada con referencia a R, que conecta dicha rejilla para formación de fluido 3 con la región superior del reactor en lecho fluido 1. El asa de circulación R comprende un tubo vertical 10 sustancialmente vertical, que se puede hacer de un diámetro uniforme, o preferiblemente comprende más secciones que tienen diámetros decrecientes en la dirección hacia abajo. La entrada del tubo vertical 10 se conecta con la rejilla para formación de fluido 3 aunque su parte menor se conecta con una tubería de transporte neumático 11 , la cual tiene la función de reintroducir el polímero en polvo dentro del reactor en lecho fluido 1. La salida de dicha tubería de transporte neumático 11 preferiblemente se coloca por arriba del lecho del polímero 2 y por debajo de la zona de reducción de velocidad 4. La rejilla para distribución del gas 3 puede ser plana, pero preferiblemente está dotada con una forma cónica de tal manera que su inclinación hacia abajo del tubo vertical 10 fomenta la entrada del polímero en polvo dentro del tubo vertical 10 debido a la gravedad. El polímero en polvo entra al tubo vertical 10 sin la adición de ningún gas, y produce la formación de una zona de compactación del sólido con un gradiente de presión positiva. La entrada del tubo vertical 10 preferiblemente se localiza en una posición central con respecto a la rejilla para formación de fluido 3, como se muestra en la figura 1. En el tubo vertical 10 el polímero fluye hacia abajo bajo la acción de la gravedad de manera que la densidad del sólido (kg/m<3>) en la presente invención es mayor que la densidad en la lecho fluido 2, dicha densidad en el tubo vertical 10 es cercana a la densidad masiva del polímero. Una válvula de control 12 se instaló en proximidad con el tubo vertical 10 para ajustar la velocidad de flujo del polímero descargado a partir del reactor 1 dentro del conducto para descarga 13. Preferiblemente, cuando el tubo vertical 10 se forma con diámetros decrecientes, la válvula de control 12 se coloca en correspondencia con una restricción existente entre una sección de un diámetro mayor 10a y una sección de un diámetro menor 10b como se muestra en la figura 1. Se colocó una válvula de seguridad de encendido-apagado 10c en dicha restricción, el cierre de dicha válvula 10c ocasiona la interrupción de la recirculación del sólido a lo largo de un asa de circulación R. Las válvulas de bola segmental o válvulas excéntricas de tipo rotatorio se pueden utilizar como la válvula de control 12. La descarga del polímero se lleva a cabo de manera continua y la apertura de dicha válvula de control 12 se ajusta de manera que mantenga constante el nivel de líquido dentro del reactor en lecho fluido 1. El sólido no descargado a través del conducto para descarga 13 se recirculó hacia la región superior del reactor de lecho fluido 1 mediante el asa de circulación R. Un "gas impulsado" generalmente se ingresa vía línea 14 en la entrada de la tubería de transporte neumático 11 , dicho gas impulsado siendo el vehículo que transporta las partículas sólidas a lo largo de la tubería de transporte 11. La regulación de la velocidad de flujo de masa del sólido recirculado a través del asa de circulación R se puede llevar a cabo por medio de las válvulas control 14b y 15, ajusfando la velocidad de flujo del "gas impulsado" que entra a la tubería de transporte 11. Dicho gas impulsado se puede tomar de manera ventajosa a partir de la línea de recírculación del gas en un punto corriente abajo el compresor 6 y corriente arriba el intercambiador de calor 7, explotando así la caída en la presión que se presenta a través del intercambiador de calor 7, la rejilla de distribución 3 y el lecho polimérica 2. La presión operativa en el reactor 1 se mantiene a valores convencionales generalmente comprendidos entre 8 y 24 atmósferas, la temperatura está comprendida entre 40 y 130°C. La presión corriente abajo de la válvula de control 12 preferiblemente se encuentra en el intervalo entre 0.4 y 2.4 atmósferas, suficientemente bajo para detener la reacción de polimerización y ocasionar la desvolatilización de la mayoría de los gases disueltos en el sólido. Obviamente, las condiciones operativas corriente abajo de la válvula de descarga 12 ocasionar una evaporación instantánea (instantánea) de los hidrocarburos disueltos en el polímero en polvo. El polímero descargado a través de la válvula de control 12 se transportó vía el conducto de descarga 13 hasta un tanque de separación 16. El gas que acompaña al polímero descargado a través de la válvula de descarga 12 y también el gas liberado mediante despresurización se separan del polímero en el tanque de separación 16. El gas separado se puede recircular hacia el reactor 1 por medio del compresor 19 vía la línea 17. Otro punto de la introducción, es decir la línea 18, se puede colocar a lo largo de la línea 17 para suministrar los monómeros, reguladores de cadena y gases inertes de manera opcional. A partir del fondo del tanque de separación 16 se recuperó el polímero y puede ser transportado vía línea 21 hacia los pasos sucesivos de eliminación de hidrocarburos disueltos en el polímero, desactivación de los residuos del catalizador o, como alternativa, a un paso sucesivo de polimerización. Otra ventaja alcanzada por el procedimiento de la invención y que correlaciona con la recirculación neumática continua del polímero en polvo con respecto al reactor considera la posibilidad de ingresar los monómeros líquidos y/o componentes del catalizador (por ejemplo metal-alquilos) directamente dentro de un asa de circulación R. Esto se puede llevar a cabo, por ejemplo, por medio de la línea 20, ventajosamente colocada en relación con la porción superior de la tubería de transporte 11. En el caso del ingreso de un monómero líquido, se obtiene una dispersión efectiva de este último en las partículas sólidas y su vaporización inmediata, con la consecuente ventaja de mejorar la remoción del calor de polimerización a partir del reactor para polimerización. Además, con respecto al ingreso convencional de los monómeros procesados en puntos tradicionales a lo largo de la línea de recirculación del gas 17, los siguientes problemas ocasionados por la presencia de cargas electrostáticas no se presentan si los monómeros elaborados y/o activadores de la reacción son ingresados vía la línea 20 hacia la tubería de transporte 11. Esto se debe al hecho de que dentro del asa de circulación R las fuerzas electrostáticas virtualmente no tienen influencia debido al alto momento del sólido y a su efecto limpiador de las paredes del asa R.

De conformidad con una segunda modalidad de la invención, la polimerización de la olefina en los procesos e instrumentos anteriormente mencionados también se puede operar en el denominado "modo condensador". Esta técnica generalmente se explota para incrementar el rendimiento espacio tiempo en un reactor en lecho fluido continuo. La corriente de gas en recirculación se enfrió intencionalmente hacia una temperatura por debajo de su punto de rocío para producir una mezcla de dos fases bajo condiciones tales que la fase líquida de dicha mezcla permanecerá contenida en la fase gaseosa de dicha mezcla. Dicha mezcla de dos fases se introduce dentro del reactor en un punto en la región inferior del reactor, y más preferiblemente en la parte inferior del reactor para asegurar la uniformidad de la corriente de fluido que pasa hacia arriba a través del lecho fluido. La evaporación de la fase líquida se lleva a cabo dentro del lecho de polimerización y se asegura una remoción más efectiva del calor de polimerización. Mediante la operación en el "modo de condensación", la capacidad enfriadora de la corriente de recirculación se incrementa por la vaporización de los líquidos condensados que transportan el líquido de interés y también en vista de un mayor gradiente de temperatura que existe entre la corriente de recirculación y el reactor. Por lo tanto es un segundo objetivo de la presente invención un procedimiento en fase gaseosa para la polimerización de una o más a-olefinas en un reactor en lecho fluido en la presencia de un catalizador de la polimerización, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido dispuesta en su base, y recursos externos para reciclar y enfriar el gas que no reaccionó a partir de la parte superior de dicho reactor hacia dicha rejilla para formación de fluido, el procedimiento siendo caracterizado por: (i) una recirculación neumática continua del polímero por medio de un asa de circulación conectada a dicha rejilla para formación de fluido con la región superior del reactor en lecho fluido; (ii) una descarga continua del polímero a partir de una zona de dicha asa de circulación que tiene una concentración de polímero mayor que la concentración de polímero dentro del lecho de polímero fluido; (iii) la introducción de una mezcla de dos fases de gas y líquido bajo la rejilla para formación de fluido, dicha mezcla en dos fases proviniendo de dichos recursos externos para reciclar y enfriar el gas que no reaccionó. Con referencia a la figura 1 , la mezcla de dos fases introducida de conformidad con la característica (iii) bajo la rejilla para formación de fluido 3 del lecho fluido 2 comprende uno o más monómeros de fórmula CH2=CHR, en donde R es hidrógeno o un radical hidrocarburo que tiene 1-12 átomos de carbono y opcionalmente también uno o más aléanos de C2-Cß o cicloalcanos como gases condensables inertes. El líquido condensado se mueve hacia arriba a través de la rejilla para distribución 3, de manera que la evaporación contribuye a proveer un enfriamiento mejorado de la región inferior del lecho fluido 2 y por lo tanto del polímero que entra a la tubería de recirculación R de la presente invención. Esta tiene el efecto benéfico de proveer un enfriamiento parcial del polímero en polvo a la vez que circula dentro del asa de circulación. Todas las ventajas anteriormente descritas de la presente invención se pueden lograr mediante el uso de un instrumento para polimerización en fase gaseosa, descrito aquí en relación con la figura 1 . Por lo tanto es un objetivo adicional de la presente invención un instrumento para la polimerización en fase gaseosa de olefinas en un reactor en lecho fluido, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido dispuesta en su base, un sistema para circulación de gas, y un dispositivo para la descarga continua del polímero a partir del reactor, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de descarga comprende: - una tubería para circulación neumática (R) que comprende un tubo vertical 10 sustancialmente vertical y una tubería de transporte neumático 11 , dicho tubo vertical 10 definiendo una zona de compactación del sólido en la cual la concentración del sólido es mayor que la concentración del sólido en el lecho de polímero 2, - un conducto para descarga del sólido 13 conectado con dicho tubo vertical 10 por medio de un medio de regulación 12 adecuado para ajustar la velocidad de flujo de masa del polímero descargado a partir del reactor 1.

El asa de circulación R conecta la rejilla para formación de fluido 3 con la región superior del reactor en lecho fluido, preferiblemente con una región por arriba del lecho del polímero 2 y por debajo de la zona de reducción de velocidad 4. La rejilla para distribución del gas 3 preferiblemente tiene una forma cónica rodeando el tubo vertical 10, la entrada de dicho tubo vertical 10 se coloca en el centro de dicha rejilla para distribución 3. Con respecto al diámetro promedio del asa de circulación R, este parámetro generalmente se selecciona a un valor de menos de 0.15 DR, en donde DR es el diámetro del reactor en lecho fluido. Por arriba de este límite superior, se requiere una cantidad excesiva de gas para circular hacia el asa R, de manera que un compresor 6 de un tamaño incrementado tiene que ser adoptado en la línea de recirculación de gas. Un intervalo adecuado para el diámetro del asa de circulación R es de 0.01 a 0.15 DR, preferiblemente de 0.02 a 0.08 DR. Los medios de regulación 12 para ajustar la cantidad del polímero descargado comprenden una válvula de control, interpuesta entre el tubo vertical 10 y el conducto de descarga 13. El tubo vertical 10 se puede elaborar con un diámetro uniforme, pero preferiblemente comprende más secciones que tienen diámetros decrecientes en la dirección hacia abajo. La válvula de control 12 preferiblemente en relación con una restricción entre una sección de mayor diámetro 10a y una sección de menor diámetro 10b como se muestra en la figura 1.

El conducto de descarga 13 conecta dicho medio para regulación 12 con un tanque de separación 16, en donde el polímero obtenido se separa a partir del gas, el cual es recirculado hacia el reactor vía la línea 17 y medios de recompresión 19. El instrumento de polimerización de la presente invención comprende adicionalmente: - una o más líneas, tales como la línea 14, para el ingreso de un gas impulsado en la entrada de dicha tubería de transporte neumático 11 ; - medios de regulación, tales como válvulas control 14b y 15, para ajustar la velocidad de flujo del dicho gas impulsado; - medios 20 para ingresar los monómeros líquidos y/o componentes del catalizador directamente dentro de dicha asa de circulación R, dichos medios siendo colocados en relación con la porción superior de dicha tubería de transporte 11. El procedimiento de polimerización de la invención se puede combinar con tecnologías convencionales que operan en fase de pasta aguada, en masa, o en una fase gaseosa, para llegar a cabo un procedimiento de polimerización secuencial en múltiples etapas. Por lo tanto, se puede proveer la corriente hacia arriba o hacia abajo del instrumento de la invención, una o más etapas de polimerización que operan en un reactor en asa, o en un reactor convencional de lecho fluido, o en un reactor de lecho en agitación. En particular, los reactores de polimerización en fase gaseosa que tienen zonas de polimerización interconectadas como se describió en EP 782 587 y EP 1012195 se pueden operar de manera ventajosa corriente arriba o corriente abajo del instrumento de la presente invención. El procedimiento de polimerización en fase gaseosa de la invención permite la preparación de un gran número de olefinas en polvo que tienen una distribución de tamaño de partícula óptima con un bajo contenido de impurezas. Las a-olefinas preferiblemente polimerizadas mediante el procedimiento de la invención tienen la fórmula CH2=CHR, en donde R es hidrógeno o un radical hidrocarburo que tiene 1-12 átomos de carbono. Los ejemplos de polímeros que se pueden obtener son: - polietilenos de alta densidad (HDPEs que tienen densidades relativas mayores de 0.940) incluyendo homopolimeros de etileno y copolímeros de etíleno con a-olefinas que tienen de 3 a 12 átomos de carbono; - polietilenos lineales de baja densidad (LLDPEs que tienen densidades relativas menores de 0.940) y de muy baja densidad y de ultra baja densidad (VLDPEs y ULDPEs que tienen densidades relativas menores de 0.920 a 0.880) que consisten de copolímeros de etileno con una o más a-olefinas que tienen de 3 a 12 átomos de carbono; - terpolímeros elastoméricos de etileno y propileno con menores proporciones de dieno o copolímeros elastoméricos de etileno y propileno con un contenido de unidades derivadas a partir de etileno de entre aproximadamente 30 y 70% en peso; - polipropileno isotáctico y copolímeros cristalinos de propileno y etileno y/u otras a-olefinas que tienen un contenido de unidades derivadas a partir de propileno de más de 85% en peso; - copolímeros isotácticos de propileno y a-olefinas, tal como 1-buteno, con un contenido de a-olefina de hasta 30% en peso; - polímeros de propileno resistentes al impacto obtenidos mediante la polimerización secuencial de propileno y mezclas de propileno con etileno que contienen hasta 30% en peso de etileno; - polipropileno atáctico y copolímeros amorfos de propíleno y etileno y/u otras a-olefinas que contienen más de 70% en peso de unidades derivadas a partir de propileno. El procedimiento de polimerización en fase gaseosa descrito en la presente invención no se restringe al uso de cualquier familia particular de catalizadores de polimerización. La invención es útil en cualquier reacción de polimerización exotérmica que emplea cualquier catalizador, ya sea que éste se encuentre en un soporte o no, y sin importar si se encuentra en la forma pre-polímerizada. La reacción de polimerización se puede llevar a cabo en la presencia de sistemas catalíticos altamente activos, tales como catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de sitio único, realizadores basados en cromo, catalizadores basados en vanadio. Un sistema catalizador de Ziegler-Natta comprende los catalizadores obtenidos mediante la reacción de un compuesto de metal de transición de los grupos 4 a 10 de la tabla periódica de elementos (nueva notación) con un compuesto organometálico del grupo 1 , 2, o 13 de la tabla periódica de elementos. En particular, el compuesto de metal de transición se puede seleccionar entre los compuestos de Ti, V, Zr, Cr, y Hf. Los compuestos preferidos son aquellos de fórmula Ti(OR)nXy-n los cuales n está comprendido entre 0 e y; y es la valencia del titanio; X es halógeno y R es un grupo hidrocarburo que tiene 1-10 átomos de carbono o un grupo COR. Entre estos, son particularmente preferidos los compuestos de titanio que tienen al menos un enlace Ti-halógeno tales como tetrahaluros de titanio o halogenalcoholatos. Los compuestos de titanio específicos preferidos son TiCI3, T¡CI , Ti(OBu)4, Tí(OBu)CI3, Ti(OBu)2CI2, Ti(OBu)3CI. Los compuestos organometálicos preferidos son los compuestos organo-A1 y en particular los compuestos A1 -alquilo. El compuesto alquil-A1 se elige preferiblemente entre los compuestos de trialquil aluminio tales como por ejemplo trietilalumínio, triisobutilaluminio, tri-n-butilaluminio, tri-n-hexilaluminio, tri-n-octilaluminio. También es posible utilizar haluros de alquilaluminio, hidruros de alquilaluminio o sesquicloruros de alquílaluminio tales como A1 Et2CI y A12Et3CI3 opcionalmente en mezcla con dichos compuestos de trialquil aluminio. Los catalizadores de ZN de alto rendimiento particularmente adecuados son aquellos en donde el compuesto de titanio está en soporte sobre un haluro de magnesio en forma activa la cuales preferiblemente MgCI2 en forma activa. Particularmente para la preparación de polímeros cristalinos de CH2CHR olefinas, en donde R es un grupo hidrocarburo de C1-C10, los compuestos donantes de electrones internos pueden estar en un soporte sobre el MgCI2. Típicamente, éstos se pueden seleccionar entre los esteres, éteres, aminas, y cetonas. En particular, se prefiere el uso de los compuestos que pertenecen a los 1 ,3-diéteres, éteres cíclicos, ftalatos, benzoatos, acetatos y succinatos. Cuando se desea obtener un polipropileno cristalino altamente isotáctico, es aconsejable utilizar, además del donante de electrones presente en el componente catalítico sólido, un donante de electrones externo (ED) añadido el componente co-catalizador de alquil aluminio o al reactor para polimerización. Estos donantes de electrones externos se pueden seleccionar entre alcoholes, glicoles, esteres, cetonas, aminas, amidas, nitrilos, alcoxisilanos y éteres. Los compuestos donantes de electrones (ED - por sus siglas en inglés) se pueden utilizar solos o en mezcla con cualquier otro. Preferiblemente el compuesto ED se selecciona entre esteres alífáticos, esteres y alcoxisilanos. Los éteres preferidos son los esteres de C2-C20 alifáticos y en particular los éteres cíclicos preferiblemente que tienen de 3-5 átomos de carbono, tales como tetrahidrofurano (THF), dioxano. Los esteres preferidos son los alquilo de C1-C20 esteres alifáticos de ácidos carboxílicos y en particular alquilo de C1-C8 esteres mono alifáticos de ácidos carboxílico tales como etilacetato, metil formiato, etilformiato, metilacetato, propilacetato, i-propilacetato, n-butilacetato, i-butilacetato. Los alcoxisilanos preferidos son de fórmula Ra1Rb2Si(OR3)c, en donde a y b son un entero de 0 a 2, c es un entero de 1 a 3 y la suma (a+b+c) es 4; R1, R2, y R3, son alquilo, cicloalquilo o radicales arilo con 1-18 átomos de carbono. Particularmente preferidos son los compuestos de silicio en los cuales a es 1 , b es 1 , c es 2, al menos uno de R1 y R2 se selecciona a partir de grupos alquilo ramificado, cicloalquilo o arilo con 3-10 átomos de carbono y R3 es un grupo alquilo de C1-C10, en particular metilo. Otros catalizadores útiles son los catalizadores basados en vanadio, que comprenden el producto de reacción de un compuesto de vanadio con un compuesto de aluminio, opcionalmente en la presencia de un compuesto orgánico halogenado. Opcionalmente el compuesto de vanadio puede estar sobre un vehículo inorgánico, tales como cloruro de sílice, alúmina, magnesio. Los compuestos de vanadio adecuados son un VCI4, VCI3, VOCI3, acetil acetonato de vanadio. Otros catalizadores útiles son aquellos basados en compuestos de cromo, tal como óxido de cromo en sílice, también conocido como catalizadores de Phillips. Otros catalizadores útiles son catalizadores de sitio único, por ejemplo sistema de catalizador basado en metaloceno que comprenden: al menos un compuesto de metal de transición que contiene al menos un enlace p; al menos un alumoxano o un compuesto capaz de formar un catión alquilmetaloceno; y opcionalmente un compuesto de órgano-aluminio. Una clase preferida de compuestos metálicos que contiene al menos un enlace p son los compuestos de metaloceno que pertenecen a la siguiente fórmula (I): Cp(L)qAMXp (I) en donde M es un metal de transición que pertenece al grupo 4, o a los grupos lantánidos o actínidos de la tabla periódica de los elementos; preferiblemente M es zirconio, titanio o hafnio; los sustituyentes X, son ligados sigma monoaniónicos ¡guales o diferentes entre sí, seleccionados a partir del grupo que consiste de hidrógeno, halógeno, R6, OR6, OCOR6, SR6, NR62 y PR62, en donde R6 es un radical hidrocarburo que contiene de 1 a 40 átomos de carbono; preferiblemente, los sustituyentes X se seleccionan a partir del grupo que consiste de -Cl, -Br, -Me, -Et, -n-Bu, -sec-Bu, -Ph, -Bz, -CH2SiMe3, - OEt, -OPr, -OBu, -OBz y -NMe2; p es un entero igual al estado de oxidación del metal M menos 2; n es 0 o 1 ; cuando n es 0 el enlace con L no está presente; L es una porción hidrocarburo dívalente que contiene de 1 a 40 átomos de carbono, opcionalmente que contienen hasta 5 átomos de silicio, una unión entre Cp y A, preferiblemente L es un grupo divalente (ZR72)n; Z es C, Si, y los grupos R7, son iguales o diferentes entre sí, siendo hidrógeno o un radical hidrocarburo que contiene de 1 a 40 átomos de carbono; más preferiblemente L se selecciona a partir de Si(CH3)2, SiPh2, SiPhMe, SiMe(SiMe3), CH2, (CH2)2, (CH2)3 o C(CH3)2; Cp es un grupo ciclopentadienilo sustituido o no sustituido grupo, opcionalmente condensado en uno o más anillos aromáticos sustituidos o no sustituidos, saturados, no saturados o aromáticos; A tiene el mismo significado que Cp o es una porción NR7, -O, S, en donde R7 es un radical hidrocarburo que contiene de 1 a 40 átomos de carbono; Los alumoxanos utilizados como el componente b) se consideran compuestos lineales, ramificados o cíclicos que contienen al menos un grupo del tipo: en donde los sustituyentes U, son los mismos o son diferentes, y son como se definieron anteriormente. En particular, los alumoxanos de la fórmula: u se pueden utilizar en el caso de compuestos lineales, en donde n1 es 0 o un entero de 1 a 40 y en donde los sustituyentes U, son los mismos o son diferentes, son átomos de hidrógeno, átomos de halógeno, radicales alquilo de C?-C20, cicloalquilo de C3-C20l arilo de C6-C20, alquilarilo de C7-C20 o arilalquilo de C -C20, que opcionalmente contienen átomos de silicio o de germanio, con la condición de que al menos un U es diferente de halógeno, y j tiene un intervalo de 0 a 1 , siendo también un número no entero; o los alumoxanos de la fórmula: se pueden utilizar en el caso de compuesto cíclicos, en donde n2 es un entero de 2 a 40 y sustituyentes U son como se definieron anteriormente. El catalizador se puede emplear de manera adecuada en la forma de un pre-polímero en polvo preparado de antemano durante una etapa de pre-polímerización con la ayuda de un catalizador como se describió anteriormente. La pre-polimerización se puede llevar a cabo mediante cualquier procedimiento adecuado, por ejemplo, polimerización en un hidrocarburo líquido diluyente o en la fase gaseosa utilizando un procedimiento en lote, un procedimiento semi-continuo o un procedimiento continuo. Los siguientes ejemplos ilustrarán adicionalmente la presente invención sin limitar su alcance.

EJEMPLOS Arreglo en reactor Un reactor en lecho fluido que tiene la configuración mostrada en la figura 1 se utilizó para llevar a cabo la polimerización de la olefina de conformidad con el procedimiento de la invención. Los parámetros del diseño del reactor en lecho fluido los siguientes: Diámetro del reactor = 2.4 m Diámetro del asa de circulación R = 0.2 m Forma cónica de la rejilla para formación de fluido con un ápice inferior. La tubería para circulación R comprende un tubo vertical 10 sustancialmente vertical y una tubería de transporte neumático 11 , la entrada de dicho tubo vertical 10 se coloca en relación con el centro de la rejilla para distribución 3. El tubo vertical 10 se forma mediante dos secciones decrecientes en su diámetro 10a y 10b, de 0.35 m y 0.2 m, respectivamente. La altura de la sección 10a es de 0.6 m, mientras que la altura de la sección 10b es de 2.0 m. La válvula de control 12 para descargar el polímero se coloca en relación con la restricción entre las secciones 10a y 10b como se muestra en la figura 1.

EJEMPLO 1 Preparación del componente catalizador sólido La polimerización se llevó a cabo en la presencia de un catalizador de Ziegler-Natta que comprendía un componente de catalizador sólido preparado con el procedimiento descrito en EP 541760 en la página 7, líneas 1-16. Trietilaluminio (TEAL) como un cocatalizador, y metilciclohexildimetoxisilano como un donante de electrón, se pusieron en contacto con el componente catalizador sólido anteriormente mencionado de conformidad con las enseñanzas proporcionadas en el ejemplo 1 de EP 541760, líneas 25-29. La relación molar de TEAL/Ti es de 100.

Condiciones de polimerización El catalizador anteriormente mencionado, se prepolimerizó con propileno, se ingresó vía la línea 9 al reactor en lecho fluido de la figura 1 , en donde el etileno se polimerizó utilizando H2 como un regulador del peso molecular y en la presencia de propano como un diluyente inerte. El propano, etileno e hidrógeno elaborados fueron ingresados vía la línea M la línea de gas en recirculación 17. Condiciones de polimerización: T = 80°C, p =19.2 atmósferas La siguiente composición de gas se mantuvo dentro de reactor: Etileno 50% moles Hidrógeno 15% moles Propano 35% moles Aproximadamente 600 m3/h de una mezcla gaseosa que provenía de una linea de gas en recirculación, se tomaron a partir de un punto corriente arriba del intercambiador de calor 7, se introdujeron de manera continua por medio de la línea 14 dentro del asa de circulación R: este "gas impulsado" asegura el transporte continuo del sólido a lo largo del asa de circulación R hacia arriba de la región superior del reactor en lecho fluido. Además, aproximadamente 15 m3/h del "gas impulsado" se introdujeron de manera continua al asa de circulación R vía la válvula de control 15: la velocidad de flujo del sólido en recirculación fue de 40 t/h. El polietileno en polvo se descargó de manera continua a partir del reactor en lecho fluido vía la válvula de control 12, siempre manteniendo la válvula de control 23 en línea 22 completamente cerrada. La abertura de la válvula de control 12 se ajustó de manera que se mantuviera constante el nivel de sólido dentro del reactor de lecho fluido. El tanque separador 16 se mantuvo a una presión de 0.4 atmósferas: la presión corriente abajo de la válvula de descarga 12 fue de aproximadamente 1.6 atmósferas, de manera que se detuviera la reacción de polimerización y también se ocasionó una desvolatilización parcial del gas disuelto en las partículas sólidas. Aproximadamente 5 t h de polietileno se descargaron de manera continua vía la válvula de control 12: la relación en peso entre el polímero en recirculación (asa R) y el polímero descargado fue de 8. La cantidad total del gas descargado con el sólido, medido en la parte superior del tanque separador 16, fue igual a 300 Nm3/h (0°C, 0.8 atmósferas). El procesamiento se continuó por varios días, con procesamiento regular, permitiendo la producción de polietileno para uso comercial. Se obtuvieron los granulos de polietileno de forma esférica que tienen un diámetro promedio de 1.6 mm.

EJEMPLO 2 (Comparativo) El etileno se polimerizó en la presencia de los mismos componentes del catalizador del ejemplo 1 , y manteniendo las mismas condiciones de operación que se describen en el ejemplo 1 dentro del reactor (concentración del monómero, temperatura, presión). A diferencia del ejemplo 1 , las partículas del polímero se descargaron continuamente a partir del reactor de conformidad con la técnica previa utilizando una válvula de descarga, colocada en la región inferior del polímero en lecho fluido. Por lo tanto, durante el proceso de polimerización la válvula de control 12 y la válvula 10c se mantuvieron completamente cerradas, de manera que se detuviera la recirculación continua de sólido en el asa R y también la descarga del polímero a partir del asa R.

La válvula de control 23 se mantuvo abierta, de manera que el polímero se descargó vía la línea 22 dentro del tanque de separación 16. La abertura de la válvula de control 23 se ajustó de manera que se mantuviera constante el nivel de sólido dentro del reactor de lecho fluido. El tanque separador 16 se mantuvo a una presión de 0.4 atmósferas: la presión corriente abajo de la válvula de descarga 23 fue de aproximadamente 1.6 atmósferas, de manera que se detuviera la reacción de polimerización y también se ocasionara una desvolatilízación parcial del gas disuelto dentro de las partículas sólidas. Se obtuvieron granulos de polietileno de forma esférica que tienen un diámetro promedio de aproximadamente 1.6 mm. Aproximadamente 4.8 t/h de polietileno se descargaron de manera continua vía la línea 22 dentro del tanque de separación 16. La cantidad total del gas descargado con el sólido, medida en la parte superior del tanque separador 16, fue igual a 387 Nm3/h. La comparación con el ejemplo 1 demuestra que el procedimiento y el instrumento de polimerización de la invención es capaz de llevar a cabo una reducción notable en los volúmenes de gases que no han reaccionado (monómero y componentes inertes) a ser recuperados y recirculardos en el reactor. Esto implica una reducción notable en los costos de operación en las etapas de descompresión y desgasificación del polímero, recomprimiendo y reciclando el gas de la mezcla de reacción al instrumento para polimerización.

EJEMPLO 3 Preparación del componente de catalizador sólido La polimerización se llevó a cabo en la presencia de un sistema catalizador de Ziegler-Natta que comprendía: - un componente catalizador sólido de titanio preparado con el procedimiento descrito en EP 395 083, Ejemplo 3, de conformidad con el cual se utilizó diísobutil ftalato como el compuesto donante interno. - trietilaluminio (TEAL) como el cocatalizador; - diciclopentildimetoxisilano (DCPMS) como el donante externo. Los componentes anteriormente mencionados fueron pre-contactados a una temperatura de 25°C por 10 minutos en un recipiente para pre-contacto, la relación en peso de TEAL/solución de catalizador es de 5, la relación en peso de TEAL/DCPMS es de 5.

Condiciones de polimerización El catalizador anteriormente mencionados, prepolimerízado con propileno, se ingresó vía la línea 9 al reactor en lecho fluido de la figura 1 , en donde el propileno se polimerizó utilizando H2 como un regulador de peso molecular y en la presencia de propano como un diluyente inerte. El propano, propileno e hidrógeno elaborado se ingresaron vía la línea M a la línea de gas en recirculación 17. Condiciones de polimerización: T = 80°C, p = 16 atmósferas La siguiente composición de gas se mantuvo dentro de reactor: Propileno 54.8% moles Propano 45.0% moles Hidrógeno 0.2% moles Aproximadamente 750 m3/h de una mezcla gaseosa que provenía de una línea de gas en recirculación, se tomaron a partir de un punto corriente arriba del intercambiador de calor 7, se introdujeron de manera continua por medio de línea 14 dentro de un asa de circulación R: este "gas impulsado" asegura el transporte continuo del sólido a lo largo del asa de circulación R hasta la región superior del reactor de lecho fluido. Además, aproximadamente 20 m3/h de "gas impulsado" se introdujeron de manera continua al asa de circulación R vía la válvula de control 15: la velocidad de flujo del sólido en recirculacíón fue de 70 t/h. El polipropileno en polvo se descargó continuamente a partir del reactor en lecho fluido vía la válvula de control 12, siempre manteniendo la válvula de control 23 en la línea 22 completamente cerrada. La abertura de la válvula de control 12 se ajustó de manera que se mantuviera constante el nivel de sólido dentro del reactor de lecho fluido. El tanque separador 16 se mantuvo a una presión de 0.4 atmósferas: la presión corriente abajo de la válvula de descarga 12 fue de aproximadamente 1.6 atmósferas, de manera que se detuviera la reacción de polimerización y también se ocasionara una desvolatilización parcial del gas disuelto dentro de las partículas sólidas.

Aproximadamente 6 t/h de polipropileno se descargaron de manera continua vía la válvula de control 12 con una relación en peso entre el polímero en recirculación (asa R) y el polímero descargado de 11.7. La cantidad total del gas descargado con el sólido, medida en la parte superior del tanque separador 16, fue de 235 Nm3/h. El procesamiento se continuó por varios días, con el procesamiento regular, permitiendo la producción de polipropileno para uso comercial. Se obtuvieron granulos de polipropileno de forma esférica que tienen un diámetro promedio de 2.0 mm.

EJEMPLO 4 (Comparativo) El propileno se polimerizó en la presencia de los mismos componentes del catalizador del ejemplo 3, y manteniendo las mismas condiciones de operación que se describen en el ejemplo 3 dentro del reactor de lecho fluido (concentración del monómero, temperatura, presión). A diferencia del ejemplo 3, las partículas del polímero se descargaron continuamente a partir del reactor de conformidad con la técnica previa utilizando una válvula de descarga, colocada en la región inferior del polímero en lecho fluido. Por lo tanto, durante el procedimiento de polimerización la válvula de control 12 y la válvula 10c se mantuvieron completamente cerradas, de manera que se detuviera la recirculación continua de sólido en el asa R y también la descarga del polímero a partir del asa R. La válvula de control 23 se mantuvo abierta, de manera que el polímero se descargó vía la línea 22 dentro del tanque de separación 16. La abertura de la válvula de control 23 se ajustó de manera que se mantuviera constante el nivel de sólido dentro del reactor de lecho fluido. El tanque separador 16 se mantuvo a una presión de 0.4 atmósferas: la presión corriente abajo de la válvula de descarga 23 fue de aproximadamente 1.6 atmósferas, de manera que se detuviera la reacción de polimerización y también se ocasionara una desvolatilización parcial del gas disuelto dentro de las partículas sólidas. Se obtuvieron granulos de polipropileno de forma esférica que tienen un diámetro promedio de aproximadamente 2.0 mm. Aproximadamente 5.7 t/h de polipropileno se descargaron de manera continua vía la línea 22 dentro del tanque de separación 16. La cantidad total del gas descargado con el sólido, medida en la parte superior del tanque separador 16, fue igual a 420 Nm3/h. La comparación con el ejemplo 3 demuestra que el procesamiento y el instrumento de polimerización de la invención es capaz de llevar a cabo una reducción notable en los volúmenes de gases que no reaccionaron (monómero y componentes inertes) a ser recuperados y recirculardos al reactor.

Claims (22)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento en fase gaseosa para la polimerización de una o más a-olefinas en un reactor en lecho fluido en la presencia de un catalizador de la polimerización, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido dispuesta en su base, y recursos externos para reciclar y enfriar el gas que no reaccionó a partir de la parte superior de dicho reactor hacia dicha rejilla para formación de fluido, el procedimiento siendo caracterizado por: (i) una recirculación neumática continua de polímero por medio de un asa de circulación que conecta dicha rejilla para formación de fluido con la región superior del reactor en lecho fluido; (ii) una descarga continua del polímero a partir de una zona de dicha asa de circulación que tiene una concentración de polímero mayor que la concentración de polímero dentro del lecho de polímero fluido.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha asa de circulación comprende un tubo vertical sustancialmente vertical y una tubería de transporte neumático.

3.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el polímero en polvo que proviene de dicha lecho fluido entra en dicho tubo vertical formando una zona de compactación del sólido.

4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque una válvula de descarga se coloca en correspondencia con dicha zona de compactación del sólido para la descarga continua de una fracción de dicho polímero en polvo.

5.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado además porque la relación entre la velocidad del flujo del polímero continuamente recirculado con respecto al reactor vía dicha asa de circulación y la velocidad de flujo del polímero continuamente descargado a través de dicha válvula de descarga está comprendida entre 2 y 20.

6.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la descarga del polímero se lleva a cabo de manera continua y la abertura de dicha válvula de descarga se ajusta de manera que se mantiene constante el nivel de sólido dentro del reactor en lecho fluido.

7.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 1-6, caracterizado además porque el polímero en polvo que evita dicha válvula de descarga entra a dicha tubería de transporte neumático.

8.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 1-2, caracterizado además porque un gas impulsado se ingresa en la entrada de dicha tubería de transporte neumático para permitir la recirculación neumática continua del polímero.

9.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque dicho gas impulsado se toma a partir de los recursos externos para reciclar el gas que no reaccionó a partir de la parte supepor del reactor hacia la rejilla para formación de fluido.

10.- El procedimiento de conformidad con las reivindicaciones 1- 2, caracterizado además porque después de fluir en dicha tubería de transporte neumático, el polímero en polvo se reintroduce dentro del reactor en lecho fluido por arriba del lecho del polímero y por debajo de la zona de reducción de velocidad.

11.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los monómeros líquidos y/o los componentes catalizadores se ingresan en dicha asa de circulación.

12.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho catalizador de la polimerización se selecciona a partir de catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de sitio único, catalizadores basados en cromo y catalizadores basados en vanadio.

13.- Un procedimiento en fase gaseosa para la polimerización de una o más a-olefinas en un reactor en lecho fluido en la presencia de un catalizador de la polimerización, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido dispuesta en su base, y recursos externos para reciclar y enfriar el gas que no reaccionó a partir de la parte superior de dicho reactor hacia dicha rejilla para formación de fluido, el procedimiento siendo caracterizado por: (i) una recirculación neumática continua de polímero por medio de un asa de circulación que conecta dicha rejilla para formación de fluido con la región superior del reactor en lecho fluido; (ii) una descarga continua del polímero a partir de una zona de dicha asa de circulación que tiene una concentración de polímero mayor que la concentración de polímero dentro del lecho de polímero fluido; (iii) la introducción de una mezcla de dos fases de gas y líquido bajo la rejilla para formación de fluido, dicha mezcla en dos fases proviniendo de dichos recursos externos para reciclar y enfriar el gas que no reaccionó.

14.- Un instrumento para la polimerización en fase gaseosa de olefinas en un reactor en lecho fluido, dicho reactor en lecho fluido estando equipado con una rejilla para formación de fluido 3 dispuesta en su base, un sistema para circulación de gas, y un dispositivo para la descarga continua del polímero a partir del reactor, el instrumento siendo caracterizado porque dicho dispositivo de descarga comprende: - una tubería para circulación neumática R que comprende un tubo vertical 10 sustancialmente vertical y una tubería de transporte neumático 11 , dicho tubo vertical 10 conectando dicha rejilla para formación de fluido 3 con la región superior de dicho reactor en lecho fluido; -un conducto para descarga del sólido 13 conectando a dicho tubo vertical 10 por medio de un medio de regulación 12 adecuado para ajustar la velocidad de flujo de masa del polímero descargado a partir del reactor.

15.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dicha rejilla para distribución 3 tiene una forma cónica que rodea a dicho tubo vertical 10, la entrada de dicho tubo vertical 10 se coloca en el centro de dicha rejilla para distribución 3.

16.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el diámetro promedio de dicha asa de circulación R está comprendido de 0.01 a 0.15 DR, en donde DR es el diámetro del reactor en lecho fluido.

17.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dicho medio para regulación 12 comprende una válvula de control interpuesta entre dicho tubo vertical 10 y dicho conducto de descarga 13.

18.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dicho tubo vertical 10 comprende más secciones que tienen diámetros decrecientes en la dirección hacia abajo.

19.- El instrumento de conformidad con las reivindicaciones 14 y 18, caracterizado además porque dicho medio para regulación 12 se coloca en dicho tubo vertical 10 en relación con una restricción entre una sección de mayor diámetro 10a y una sección de menor diámetro 10b.

20.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque dicho conducto de descarga 13 conecta dicho medio para regulación 12 con un tanque de separación 16 para la separación del polímero obtenido a partir del gas.

21.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende una o más líneas 14 para el ingreso de un gas impulsado en la entrada de dicha tubería de transporte neumático 11.

22.- El instrumento de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque comprende los medios de regulación 14b, 15 para ajustar la velocidad de flujo de dicho gas impulsado. 23 - El instrumento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende medios 20 para ingresar los monómeros líquidos y/o los componentes catalizadores dentro de dicha asa de circulación R.