MX2013015271A

MX2013015271A - Sistema y metodo de calentador con lineas de separacion.

Info

Publication number: MX2013015271A
Application number: MX2013015271A
Authority: MX
Inventors: John D Hottovy; Scott E Kufeld
Original assignee: Chevron Phillips Chemical Co
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2014-02-27
Also published as: BR112013033525B1; US9302244B2; CN103619464A; BR112013033525A2; US20140065024A1; EP2726196A1; CA2839559A1; US9932422B2; WO2013003133A1; US10301404B2; US20130005929A1; CN103619464B; US8597582B2; CA2839559C; US20160264693A1; EP2726196B1; MX350512B; US20180186909A1

Abstract

Las presentes modalidades proveen un sistema y método de separación dentro de un proceso de producción de polímero. Específicamente, un calentador con líneas de separación configurado de acuerdo a las presentes modalidades puede proveer más tiempo del que se requiere para completar la vaporización de hidrocarburos líquidos que no están atrapados dentro de una fibra de polímero producida dentro de un reactor de polimerización. Tal tiempo extra puede permitir vaporizarse los hidrocarburos líquidos queden atrapados dentro de la fibra de polímero.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE CALENTADOR CON LÍNEAS DE SEPARACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere en general a la producción de polímeros y, más específicamente, a remover el diluyente de la lechada descargada de un reactor de polimerización .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se pretende que esta sección introduzca al lector en los aspectos de la técnica que pueden referirse a aspectos de las presentes metodologías, las cuales se describen y/o reivindican más adelante. Se cree que este argumento ayudará a proveer al lector información antecedente para facilitar un mejor entendimiento de los diversos aspectos de las modalidades descritas en la presente. De acuerdo con esto, se deberá entender que estas expresiones se leerán desde esta perspectiva, y no como admisiones de la técnica previa.

Como tecnologías químicas y petroquímicas han avanzado, los productos de estas tecnologías se han vuelto cada vez más prevalentes en la sociedad. En particular, puesto que las técnicas para unir bloques de construcción moleculares simples en cadenas más grandes (o polímeros) han avanzado, los productos poliméricos, típicamente en la forma de varios plásticos, se han incorporado cada vez más en diversos artículos cotidianos. Por ejemplo, polímeros de poliolefina, tal como polietileno, polipropileno, y sus copolímeros, se utilizan para venta al por menor y empaques farmacéuticos, empaque de alimentos y envasado de bebidas (tal como botellas para jugos y sodas) , contenedores caseros (tal como cubetas y cajas) , artículos caseros (tal como electrodomésticos, mobiliario, alfombrado, y juguetes), componentes para automóviles, tuberías, conductos, y varios productos industriales .

Tipos específicos de poliolefinas, tal como polietileno de alta densidad (HDPE) , tienen aplicaciones particulares en la fabricación de artículos moldeados por soplado y moldeados por inyección, tal como contenedores para alimentos y bebidas, películas, y tuberías de plástico. Otros tipos de poliolefinas, tales como polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , polipropileno isotáctico (iPP) , y polipropileno sindiotáctico (sPP) también son adecuados para aplicaciones similares. Los requerimientos mecánicos de la aplicación, tal como resistencia a la tracción y densidad, y/o requerimientos químicos, tales como estabilidad térmica, peso molecular, y reactividad química, típicamente determinan qué tipo de poliolefina es adecuada.

Un beneficio de las poliolefinas es que las mismas generalmente no son reactivas con artículos o productos con los cuales los mismos pueden estar en contacto. Esto permite utilizar productos de poliolefina en contextos residenciales, comerciales e industriales, tal como el almacenamiento y transporte de alimentos y bebidas, electrónica recreativa, agricultura, embarque, construcción vehicular, etc. La amplia variedad de usos residenciales, comerciales e industriales para poliolefinas se ha trasladado en una demanda sustancial de poliolefina en bruto la cual se puede extrudir^ inyectar, soplar u de algún otro modo conformarse en un producto o componente consumible final.

Para satisfacer esta demanda, existen varios procesos mediante los cuales las olefinas pueden polimerizarse para formar poliolefinas. Típicamente, estos procesos se realizan en instalaciones petroquímicas, las cuales tienen fácil acceso a moléculas de olefina de cadena corta tal como etileno, propileno, buteno, penteno, hexeno, octeno, deceno, y otros bloques de construcción de poliolefinas mucho más grandes. Tales monómeros y comonómeros pueden polimerizarse en un reactor de polimerización de fase líquida y/o reactor de polimerización de fase gaseosa para formar un producto que incluye partículas sólidas de polímero (poliolefina) , que típicamente se mencionan como celulosa o fibra desmenuzada de polímero o celulosa. La fibra desmenuzada puede poseer una o más propiedades de fusión, física, reológica, y/o mecánica de interés, tal como densidad, índice de fusión (MI), velocidad de flujo de fusión (MFR) , módulo, y cristalinidad . Las condiciones de reacción dentro del reactor, tal como temperatura, presión, concentraciones químicas, velocidad de producción del polímero, etc., también puede ser un factor para lograr las propiedades deseadas de la fibra.

Además de uno o más monómeros de olefina, puede agregarse un catalizador para facilitar la polimerización de los monómeros al reactor. Por ejemplo, el catalizador puede ser una partícula agregada a través de una corriente de alimentación del reactor y, una vez agregado, se suspende en un medio de fluido (por ejemplo, un diluyente, un monómero, o ambos) dentro del reactor. Un ejemplo de tal catalizador es un óxido de cromo que contiene cromo hexavalente en un soporte de sílice. En algunos procesos de polimerización, puede introducirse un diluyente en el reactor. El diluyente puede ser un hidrocarburo inerte, tal como isobutano, propano, n-pentano, i-pentano, neopentano, y n-hexano. Tales diluyentes pueden seleccionarse de modo tal que los mismos estén en la fase líquida bajo las condiciones del reactor. Sin embargo, algunos procesos de polimerización pueden no emplear un diluyente separado. Por ejemplo, en algunos casos de producción de polipropileno, el monómero de propileno puede en sí mismo actuar como un diluyente.

La gran demanda de polímeros producidos mediante procesos tales como estos frecuentemente requiere producir de este modo una gran cantidad de polímero en una cantidad relativamente corta de tiempo. De acuerdo con esto, algunos reactores pueden operar sobre una base sustancialmente continua, donde el reactor recibe una corriente constante de componentes de polimerización (por ejemplo, monómero, diluyente, catalizador) y tiene una descarga constante concomitante. Por ejemplo, la descarga del reactor típicamente incluye la fibra polimérica así como componentes no poliméricos, tales como monómero (y comonómero) de olefina sin reaccionar, diluyente, etc. En el caso de la producción de polietileno, los componentes no poliméricos típicamente incluyen un diluyente primario, tal como isobutano, que tiene una pequeña cantidad de etileno sin reaccionar (por ejemplo, 5% en peso) . Esta corriente de descarga puede procesar continuamente o procesarse en lotes grandes, tal como mediante un sistema de recuperación de diluyentes/monómeros, para separar los componentes no poliméricos de la fibra polimérica. El diluyente recuperado, puede tratarse un monómero sin reaccionar, y otros componentes no poliméricos del sistema de recuperación, tal como mediante lechos de tratamiento y/o sistema de fraccionamiento, y regresarse por último como una alimentación purificada o tratada al reactor. Algunos de los componentes pueden conformarse o regresarse al proveedor, tal como a una planta de fabricación de olefinas o refinería de petróleo. En cuanto al polímero recuperado (sólidos), el polímero puede tratarse para desactivar el catalizador residual, remover hidrocarburos atrapados o arrastrados, secar el polímero, y formar en gránulos el polímero en una extrusora, antes de que el polímero se envíe a un consumidor.

El negocio competitivo de la producción de poliolefinas insta continuamente a los fabricantes a mejorar sus procesos a fin de reducir costos de operación e inversión de capital. En una industria donde billones de libras de producto de poliolefina se producen por año, algunas mejoras graduales, por ejemplo, en la actividad catalizadora, rendimiento del monómero, eficiencia de energía, recuperación de diluyente, etc., pueden generar reducción de costos significativa en la fabricación de poliolefinas. De acuerdo con esto, existe la necesidad de eficiencia incrementada en la producción y tratamiento de polímeros.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las ventajas de la presente técnica pueden volverse evidentes después de leer la siguiente descripción detallada y después de consultar los dibujos en los cuales: La Fig. 1 es un diagrama de flujo de bloques que delinea un sistema de fabricación de poliolefinas para la producción continua de poliolefinas de acuerdo con una modalidad de las presentes técnicas; La Fig. 2 es una visión general esquemática de un sistema de reactor y sistema de tratamiento de efluentes de acuerdo con una modalidad de las presentes técnicas; La Fig. 3 es una visión general esquemática de un calentador con lineas de separación configurado para separar porciones de una lechada extraída del reactor de la Fig. 2, de acuerdo con una modalidad de las presentes técnicas; La Fig. 4 es un diagrama de flujo de bloques de una modalidad de un método operacional del calentador con líneas de separación de acuerdo con una modalidad de las presentes técnicas .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES ESPECÍFICAS A continuación se describirán una o más modalidades de las presentes técnicas. En un esfuerzo por proveer una descripción concisa de estas modalidades, no todas las características de una implementación existente se describen en la especificación. Se deberá apreciar que en el desarrollo de cualquier implementación existente, como en cualquier proyecto de ingeniería o diseño, deben hacerse numerosas decisiones sobre la implementación específica para lograr las metas específicas de los desarrolladores , tales como el cumplimiento de las limitaciones relacionadas con el negocio y las limitaciones relacionadas con el sistema, las cuales pueden variar de una implementación a otra. Además, se deberá apreciar que tal esfuerzo de desarrollo podría ser complejo y lento, aunque no obstante sería una labor rutinaria de diseño, fabricación, y elaboración para aquellos expertos en la técnica que tengan el beneficio de esta descripción.

La presente descripción se refiere al incremento de la recuperación de diluyentes y a la reducción de costos de compresión asociados. De acuerdo con las presentes modalidades, un calentador con líneas de separación que acopla fluidamente una descarga de lechada de poliolefina (producto) de un reactor de polimerización a una cámara de separación de cause descendente que separa la poliolefina del diluyente vaporizado. El calentador con líneas de separación se dimensiona para proveer mayor tiempo de residencia o contacto que sea suficiente para su completa vaporización. En una modalidad, el diseño puede basarse, en parte, en las dimensiones (por ejemplo, diámetro interno y/o longitud) del calentador con líneas de separación y la cantidad de energía utilizada para vaporizar el líquido en la lechada. Una mayor porcentaje de un líquido vaporizado (por ejemplo, diluyente y monómero) es recuperado en lo alto de la cámara de separación y menos líquido residual sale del fondo de la cámara de separación con sólidos de fibra poliolefina. Por lo tanto, en algunas modalidades, se reduce ventajosamente el tamaño del compresor utilizado para hidrocarburos de la columna de purga de cauce descendente o corriente abajo, disminuyendo los costos de inversión de capital y operación en la fabricación de la poliolefina.

En configuraciones típicas, los diámetros del calentador con líneas de separación son lo suficientemente pequeños para causar que una descarga de un reactor tenga una velocidad elevada. La velocidad elevada puede ser ventajosa para altos coeficientes de transferencia de calor de pared-a-lechada, así como para el transporte de los sólidos de las fibras. Además, los calentadores con líneas de separación de diámetro más pequeño pueden disminuir los costos asociados con la construcción del sistema del reactor, así como la superficie ocupada del sistema del reactor. Sin embargo, ahora se reconoce que los calentadores con líneas de separación de diámetro y/o longitud más pequeña frecuentemente dan como resultado una fibra polimérica que no se seca sustancialmente, lo cual incrementa los costos asociados de recuperación y compresión de líquidos al mismo tiempo que reduce la eficiencia. Por ejemplo, en sistemas de producción de polietileno, la volatilización del diluyente de isobutano lejos de la fibra polimérica utiliza aproximadamente 110 BTU por Ib de diluyente. En la mayoría de situaciones, el isobutano y otros componentes diluyentes obtienen esta energía mediante una reducción en la temperatura y/o mediante transferencia de calor (absorción de energía) a través de la conducción de partículas de fibra de polietileno, así como recibiendo energía (por ejemplo, energía térmica) transferida a través de la pared del calentador con líneas de separación. Puesto que la densidad del vapor es mucho menor que la densidad del diluyente líquido o el polímero sólido, la fase de vapor es la fase primaria en el contacto de la 1 transferencia de calor convectiva con la pared del linea de separación. Por consiguiente, el vapor recibe una porción sustancial, o quizás toda, la energía de la pared calentada del calentador con lineas de separación. Por consiguiente, en configuraciones tradicionales, las temperaturas de la evaporación instantánea pueden ser entre aproximadamente 10 °F y 40 °F más altas que la temperatura de la fibra polimérica. Por el contrario, los calentadores con líneas de separación consistentes con las presentes técnicas proveen evaporación instantánea y una fibra polimérica sustancialmente seca con temperaturas sustancialmente iguales (es decir, menores que aproximadamente 10°F de diferencia), temperaturas sustancialmente equilibras, etc. Específicamente, en algunas modalidades, la diferencia de temperatura después de salir del calentador con líneas de separación puede ser de aproximadamente 0°F a 10°F. Por ejemplo, la diferencia de temperatura puede ser de aproximadamente 5o F, o puede ser de aproximadamente 0°F en configuraciones donde se realiza la volatilización completa del diluyente dentro del línea de separación .

Como se indica anteriormente, la presente descripción provee un calentador con líneas de separación que tiene una longitud y/o diámetro incrementado en comparación con las configuraciones tradicionales, así como segmentos de calor variable, los cuales pueden reducir los costos asociados con el avance de la descarga de un rector de polimerización. La Fig. 1 representa un sistema 10 de fabricación para producir poliolefinas, tales como homopolímero, copolimero, y/o terpolimero de polietileno, entre otros, en el cual se emplea un calentador con líneas de separación de acuerdo a la presente técnica. Varios abastecedores 12 pueden proveer materias 14 primas del reactor al sistema 10 de fabricación a través de tuberías, camiones, cilindros, tambores, etc. Los abastecedores 12 pueden incluir instalaciones externas y/o internas, tales como fábricas de olefina, refinerías, fábricas de catalizadores, y similares. Los ejemplos de posibles materias 14 primas incluyen monómeros y comonómeros de olefina (por ejemplo, etileno, propileno, buteno, hexeno, octeno, y deceno), diluyentes (por ejemplo, propano, isobutano, n-hexano, y n-heptano) , agentes de transferencia de cadena (por ejemplo, hidrogeno), catalizadores (por ejemplo, catalizadores Ziegler, catalizadores Ziegler-Natta, catalizadores de cromo, y catalizadores de metaloceno) , co- catalizadores (por ejemplo, alquilo de trietilaluminio, trietilboro, y aluminoxano de metilo), y otros aditivos.

De acuerdo a ciertas modalidades, puede suministrarse materia prima de etileno mediante una o más tuberías aproximadamente a 55 bar-100 bar (por ejemplo aproximadamente 60 bar a 90 bar o 70 a 80 bar) , correspondientes a entre aproximadamente 800 libras por pulgada cuadrada de calibre (psig) y 1450 psig. La materia prima de etileno puede proveerse a una temperatura de entre aproximadamente 7°C y 18°C (45°F-65°F) . En otro ejemplo, la materia prima de hidrógeno puede suministrarse mediante tuberías entre aproximadamente 62 bar y 69 bar (entre aproximadamente 900 psig y 1000 psig) a una temperatura entre aproximadamente 32 °C y 43°C (entre aproximadamente 90°F y 110°F) . Como puede apreciarse, los tipos, combinaciones, y/o métodos de suministro de las materias primas pueden variar dependiendo de factores, tales como capacidad de producción, ubicación, criterios de diseño, y el tipo deseado de producto de poliolefina, entre otros.

Los abastecedores 12 pueden proveer las materias 14 primas a un sistema 16 de alimentación del reactor donde las materias 14 primas pueden almacenarse, tal como en el almacenamiento de monómeros y tanques de alimentación, recipientes de diluyentes, tanques de catalizadores, cilindros y tanques de co-catalizadores , etc. Dentro del sistema 16 de alimentación, las materias 14 primas pueden tratarse y/o procesarse para producir corrientes 18 de alimentación para un sistema 20 de reactor. Por ejemplo, el sistema 16 de alimentación puede incluir lechos de tratamiento (por ejemplo, lechos de tamiz molecular, empaque de aluminio, etc. ) que remueven los venenos catalizadores de las materias 14 primas. De acuerdo a ciertas modalidades, los venenos catalizadores pueden incluir agua, oxigeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono, y compuestos orgánicos que contienen azufre, oxigeno, o halógenos, entre otros.

El sistema 16 de alimentación también puede preparar o acondicionar las materias 14 primas para su adición a los reactores de polimerización en el sistema 20 de reactor. Por ejemplo, un catalizador puede activarse y luego mezclarse con diluyente (por ejemplo, isobutano o hexano) o aceite mineral en tanques de preparación de catalizadores. Además, el sistema 16 de alimentación puede medir y controlar la velocidad de adición de las materias 14 primas en el sistema 20 de reactor para mantener la estabilidad deseada del reactor y/o parar lograr las propiedades o velocidad de producción deseadas de la poliolefina.

Además de procesar las materias 14 primas, el sistema 16 de alimentación puede almacenar, tratar, y medir el efluente del reactor recuperado para reciclarlo en el sistema 20 de reactor. Por ejemplo, un diluyente puede recuperarse del efluente del reactor y reciclarse en el sistema 20 de reactor. De acuerdo con ciertas modalidades, solamente puede utilizarse una cantidad relativamente pequeña de diluyente de composición recién hecho en las materias 14 primas, al mismo tiempo que puede recuperarse la mayoría del diluyente alimentado al sistema 20 de reactor del efluente del reactor.

En resumen, las materias 14 primas y el efluente del reactor recuperado se procesan en la sistema 16 de alimentación y alimentan como las corrientes 18 de alimentación (por ejemplo, corrientes de monómero, comonómero, diluyente, catalizadores, co-catalizadores , hidrógeno, aditivos, o combinaciones de los mismos) al reactor del sistema 20. Las corrientes 18 de alimentación pueden ser liquidas, gaseosas, o un fluido supercritico, dependiendo del tipo de reactor o reactores dentro del sistema 20 de reactor.

El sistema 20 de reactor puede incluir uno o más reactores de polimerización, tales como reactores de fase liquida, reactores de fase gaseosa, o combinaciones de los mismos. Pueden alinearse múltiples reactores en serie, en paralelo, o en cualquier otra combinación o configuración» adecuada. Dentro de los reactores de polimerización, puede polimerizarse uno o más monómeros y/o comonómeros de olefina pueden polimerizarse para formar un producto que contiene partículas de polímero, típicamente llamadas fibra o gránulos. De acuerdo a ciertas modalidades, los monómeros y comonómeros de olefina pueden incluir 1 olefina que tenga hasta 10 átomos de carbono por molécula y típicamente sin ramificación más cercana al enlace doble que la posición 4. Por ejemplo, los monómeros y comonómeros pueden incluir uno o más de etileno, propileno, buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, y/o 1-deceno. La fibra puede poseer una o más propiedades de fusión, física, reológica y/o mecánica de interés, tal como densidad, índice de fusión (MI), velocidad de flujo de fusión (MFR) , contenido de copolímero y/o comonómero, módulo, y cristalinidad. Las condiciones de reacción, tales como temperatura, presión, velocidad de flujo, agitación mecánica, toma de producto, concentraciones de componentes, velocidad de producción de polímero, etc., puede seleccionarse para lograr las propiedades deseadas de la fibra.

El catalizador dentro de la corrientes 18 de alimentación puede facilitar la polimerización del monómero dentro de los recipientes del reactor. De acuerdo a ciertas modalidades, el catalizador puede incluir partículas suspendidas en el medio de fluido dentro del reactor. En general, pueden utilizarse catalizadores Ziegler, catalizadores Ziegler-Natta, metalocenos, y otros catalizadores así como co-catalizadores bien conocidos de poliolefina. De acuerdo a ciertas modalidades, el catalizador puede ser un catalizador de óxido de cromo que contenga cromo hexavalente sobre un soporte de sílice.

El diluyente dentro de la corrientes 18 de alimentación puede utilizarse para suspender las partículas de catalizador y las partículas de polímero formadas dentro de los recipientes del reactor. De acuerdo a ciertas modalidades, el diluyente puede ser un hidrocarburo inerte que sea líquido en condiciones de reacción, tal como uno o más de isobutano, propano, n-butano, n-pentano, i-pentano, neopentano, n-hexano, ciclohexano, ciclopentano, metilciclopentano, y/o etilciclohexano, entre otros.

Uno o más dispositivos móviles pueden estar presentes dentro de los recipientes del reactor en el sistema 20 de reactor. Por ejemplo, dentro de un reactor de fase liquida, tal como un reactor de circulación de lechada, un impulsor puede crear una zona de mezclado turbulento dentro del medio fluido. El impulsor puede ser accionado por un motor para propulsar el medio fluido asi como cualquier catalizador, partículas poliméricas, u otras partículas sólidas suspendidas dentro del medio .fluido, a través del circuito cerrado del reactor .

Las partículas de polímero formadas, así como los componentes no poliméricos, tal como el diluyente, monómero/comonómero sin reaccionar, y catalizador residual, pueden salir del sistema 20 de reactor como el efluente 22. Después de dejar el sistema 20 de reactor, el efluente 22 puede procesarse subsecuentemente, tal como mediante un sistema 24 de tratamiento de efluentes, para separar los componentes 26 no poliméricos (por ejemplo, diluyente, monómero y comonómero sin reaccionar) de las partículas poliméricas formadas. Después de la separación., las partículas poliméricas formadas pueden salir del sistema 24 de tratamiento de efluentes como la fibra 28 polimérica.

Los componentes 26 no poliméricos pueden procesarse, por ejemplo, medíante un sistema 30 de fraccionamiento, para remover componentes ligeros y pesados y producir corrientes 32 de producto fraccionado. Las corrientes 32 de producto fraccionado pueden retornarse entonces al sistema 20 de reactor a través del sistema 16 de alimentación. Además, algunos o todos los componentes 26 no poliméricos pueden evitar el sistema 30 de fraccionamiento a reciclarse más directamente al sistema 16 de alimentación como corrientes 34 de producto no fraccionado. Adicionalmente, en algunas modalidades, el sistema 30 de fraccionamiento puede realizar el fraccionamiento de las materias 14 primas antes de su introducción en el sistema 16 de alimentación, de modo tal que cualquiera de o una combinación de los componentes de polimerización pueda alimentarse de manera controlada en el sistema 20 de reactor. Por ejemplo, el sistema 30 de fraccionamiento puede separar los componentes monoméricos de los componentes diluyentes para permitir alimentar el monómero y componentes diluyentes por separado en el sistema 20 de reactor .

La fibra 28 polimérica puede procesarse posteriormente dentro del sistema 24 de tratamiento de efluentes y/o en un sistema 36 de extrusión/descarga. Aunque no se ilustra, los gránulos poliméricos y/o catalizador residual activo en el sistema 24 de tratamiento de efluentes pueden retornarse al sistema 20 de reactor para su posterior polimerización, tal como en un tipo diferente de reactor o bajo condiciones de reacción diferentes.

En el sistema 36 de extrusión/descarga, la fibra 28 polimérica típicamente se estrujan para producir bolitas o pellets 38 de polímero con las características mecánicas, físicas, y de fusión deseadas. De acuerdo a ciertas modalidades, alimentación de la extrusora, incluyendo aditivos, tales como inhibidores de UV y peróxidos, pueden, agregarse a la fibra 28 polimérica para impartir características deseadas a las pellets 38 de polímero extruidas. Una extrusora/peletizadora dentro del sistema 36 de extrusión/descarga recibe la alimentación de la extrusora, que contiene la fibra 28 polimérica y cualquier aditivo que se haya agregado. La extrusora/peletizadora calienta y derrita la alimentación de la extrusora, que pueden extrudirse entonces (por ejemplo, a través de una extrusora de dos tornillos) a través del troquel de la peletizadora del sistema 36 de extrusión/descarga bajo presión para formar pellets 38 de polímero. Las pellets 38 pueden enfriarse en un sistema de suministro de agua situado en o cerca de la descarga de la extrusora/peletizadora .

En general, las pellets 38 de polímero pueden transportarse entonces a un área de descarga de producto donde las pellets pueden almacenarse, mezclarse con otras pellets, y/o cargarse en vagones, camiones, bolsas, etc., para su distribución a los clientes 40. En el caso del polietileno, las pellets 38 de polímero pueden incluir polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) , polietileno de mediana densidad (MDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , y polietileno potenciado. Los diversos tipos y grados de pellets 38 de polímero pueden comercializarse, por ejemplo, bajo las marcas comerciales polietileno Marlex® o polietileno MarFlex® de Chevron-Phillips Chemical Company, LP, de The Woodlands, Texas, EUA.

La polimerización de las porciones de tratamiento de efluentes del sistema 10 de fabricación de poliolefinas pueden denominarse el "extremo 42 húmedo" o "lado de reacción" del proceso 10, mientras que la porción de extrusión/descarga del proceso 10 de poliolefinas puede denominarse el "extremo 44 seco" o "lado de terminación" del proceso 10 de poliolefinas.

Las pellets 38 de poliolefina producidas (por ejemplo, polietileno) pueden utilizarse en la fabricación de una variedad de productos, componentes, artículos domésticos y otros artículos, incluyendo adhesivos (por ejemplo, aplicaciones de adhesivos termo-fusibles), alambre y cable eléctrico, películas agrícolas, película retráctil, película estirable, películas para empaque de alimentos, empaque para alimentos flexible, envases para leche, empaque para alimentos congelados, revestimientos para latas y desechos, bolsas para compras, costales muy resistentes, botellas de plástico, equipo de seguridad, recubrimientos, juguetes y una variedad de contenedores y productos de plástico. Por último, los productos y componentes formados de las pellets 38 de polímero pueden procesarse posteriormente y ensamblarse para su distribución y venta al consumidor. Por ejemplo, una botella de leche puede rellenarse con leche para su distribución al consumidor, o el tanque de combustible puede ensamblarse en un automóvil para su distribución y venta al consumidor.

Para formar productos finales o componentes de las pellets 38 de polímero, las pellets 38 de polímero generalmente se someten a un procesamiento adicional, tal como moldeado por soplado, moldeado por inyección, moldeado rotacional, película soplada, película colada, extrusión (por ejemplo, extrusión de láminas, extrusión de tubos y corrugados, extrusión de revestimientos/laminación, etc.), etc. El moldeado por soplado es un proceso utilizado para producir partes huecas de plástico. El proceso típicamente emplea quipo de moldeado por soplado, tal como máquinas de émbolo de tornillo, máquinas de cabezales acumuladores, etc. El proceso de moldeado por soplado puede ajustarse para cumplir las necesidades del cliente, y para fabricar productos que varían de las botellas de plástico para leche hasta los tanques para combustible automotriz mencionados anteriormente. De manera similar, en el moldeado por inyección, pueden moldearse productos y componentes para un amplio rango de aplicaciones, que incluyen contenedores, empaque de alimentos y sustancias químicas, juguetes, automóviles, cajas, tapas y cierres, por mencionar solo algunos.

También pueden utilizarse procesos de extrusión. Un tubo de polietileno, por ejemplo, puede extrudirse a partir de resinas de pellets de polietileno y utilizarse en una variedad de aplicaciones debido a su resistencia química, relativa facilidad de instalación, durabilidad y ventajas de costo, y similares. De hecho, la tubería de plástico de polietileno ha logrado un uso significativo en redes de suministro de agua, distribución de gas, alcantarillados de aguas pluviales y residuales, instalación de cañerías, conductos eléctricos, energía, y ductos de comunicación, tuberías de agua congelada, revestimientos de pozos, por mencionar solo algunas aplicaciones. En particular, el polietileno de alta densidad (HDPE) , que generalmente constituye el volumen más grande del grupo de plásticos de poliolefina utilizados para tuberías, es duro, resistente a la abrasión y flexible (incluso a temperaturas de sub-congelamiento) . Además, pueden utilizarse tubos de HDPE en tuberías de diámetro pequeño y canalizarse a más de 8 pies de diámetro. En general, pueden suministrase pellets de polietileno (resinas) a mercados de tuberías a presión, tal como en la distribución de gas natural, y a mercados de sistemas de tubería despresurizadas, tal como para conductos y sistemas de tuberías corrugadas.

El moldeado rotacional es un proceso de baja presión a alta temperatura utilizado para formar partes huecas a través de la aplicación de calor a moldes biaxialmente rotativos. Las resinas de pellets de polietileno generalmente aplicables en este proceso son aquellas resinas que fluyen con untamente en la ausencia de presión cuando se funden para formar una parte libre de burbujas. Las pellets 38 de poliolefina tal como ciertas resinas de HDPE y MDPE Marlex®, ofrecen tales características de flujo, así como un amplio margen de procesamiento. Además, estas resinas de polietileno adecuadas para el moldeado rotacional pueden exhibir buenas propiedades de carga deseables con resistencia al impacto a baja temperatura, y buena estabilidad a radiación ultravioleta (UV) . De acuerdo con esto, las aplicaciones para resinas moldeadas rotacionalmente Marlex® incluyen tanques agrícolas, tanques para sustancias químicas industriales, tanques para almacenamiento de agua potable, contenedores de residuos industriales, equipo recreativo, productos marítimos, y muchos más.

La extrusión de láminas es una técnica para hacer láminas planas de plástico de una variedad de resinas de pellets de poliolefina. Las láminas de calibre relativamente delgado generalmente se termo-forman en aplicaciones para empaques tales como copas para beber, contenedores para charcutería, bandejas para productos, contenedores de toallas limpiadores para bebes y cubos de margarina. Otros mercados para la extrusión de láminas de poliolefina incluyen aquéllos que utilizan láminas relativamente gruesas para aplicaciones industriales y recreativas, tales como revestimientos de plataformas de camión, entramado de estiba automotriz, equipo para campos recreativos, y botes. Un tercer uso para las láminas extruidas, por ejemplo, es en geomembranas , donde el material de polietileno de lámina plana se suelda en sistemas de contención grandes para aplicaciones de minería y eliminación de basura urbana.

El proceso de película soplada es un sistema de conversión relativamente diverso utilizado para el polietileno. La Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) define las películas a menos de 0. 254 milímetros (10 mil) de grosor. Sin embargo, el proceso de películas sopladas puede producir materiales tan gruesos como 0.5 milímetros (20 mil), y mayores. Además, el moldeado por soplado en conjunción con tecnologías de co-extrusión de unicapas y/o múltiples capas provee el fundamento para diversas aplicaciones. Las propiedades ventajosas de productos moldeados por soplado pueden incluir claridad, resistencia, capacidad de desgarre, propiedades ópticas, y dureza, por nombrar algunos cuantos. Las aplicaciones pueden incluir empaque de alimentos y ventas al por menor, empaque industrial, y aplicaciones distintas al empaque, tales como películas agrícolas, películas higiénicas, etc.

El proceso para películas fundidas puede diferir del proceso para películas sopladas a través de las capacidades de templado rápido y orientación unidireccional virtual. Estas características permiten operar una línea de películas fundidas, por ejemplo, para operar velocidades de producción más altas mientras se produce una óptica benéfica. Las aplicaciones en el empaque de alimentos y ventas al por menor tienen la ventaja de estas consistencias. Finalmente, las pellets 38 de polímero también pueden suministrarse a la industria de revestimiento y laminación por extrusión.

Como se menciona, pueden realizarse los procesos anteriores sobre una base sustancialmente continua utilizando uno o más de un reactor de polimerización alineado en serie o en paralelo. Aunque las presentes metodologías son aplicables una variedad de diferentes reactores de polimerización que tienen cualquier número de configuraciones, una representación diagramática de una modalidad del sistema 20 de reactor de polimerización (de la Fig. 1) y el sistema 24 de tratamiento de efluentes (también de la Fig. 1) se delinean en la Fig. 2. El sistema 20 de reactor puede producir un producto de partículas de poliolefina, genéricamente referido como "fibra" en la presente. El sistema 20 de reactor de la Fig. 2 incluye un reactor de polimerización de fase líquida, es decir, un reactor en el cual se realicen procesos de polimerización sustancialmente en la fase líquida. Los ejemplos de tales reactores de fase líquida incluyen autoclaves, reactores de tipo piscina para líquidos en ebullición, reactores de circulación de la lechada, etc. Un reactor 50 de circulación de la lechada para producir polietileno (y sus copolímeros ) se abordará para describir modalidades de las presentes técnicas, aunque se entenderá que las presentes técnicas son similarmente aplicables a otros tipos de reactores de fase líquida .

El reactor 50 de circulación de la lechada generalmente incluye segmentos de líneas conectadas mediante dobleces o codos sin obstáculos. En algunas modalidades, el reactor 50 puede utilizar para llevar a cabo la polimerización del etileno (y cualquier co-monómero) bajo condiciones de lechada o lodos. Las condiciones de lechada pueden incluir aquéllas en las cuales se forman partículas insolubles de poliolefina, tales como polietileno o polipropileno en un medio fluido (por ejemplo, un diluyente de hidrocarburo) y se suspende como lechada hasta removerse. Un dispositivo motriz, tal como una bomba 52, propaga la lechada fluida en el reactor 50. Un ejemplo de la bomba 52 es una bomba de flujo axial en línea con un impulsor 54 para bomba situado dentro del interior del reactor 50. El impulsor 54 puede, durante la operación, crear una zona de mezclado turbulento dentro de un medio fluido que circula a través del reactor 50 de modo tal que pueda ocurrir suficiente contacto entre los diferentes componentes de polimerización dentro de la lechada. El impulsor 54 también puede ayudar a propulsar la lechada a través del circuito cerrado del reactor 50 a suficiente velocidad para mantener a las partículas sólidas, tales como el catalizador o producto de poliolefina, suspendido dentro del medio fluido. El impulsor 54 puede ser accionado por un motor 56 u otra fuerza motriz.

Como se menciona, el medio fluido dentro del reactor 50 puede incluir monómeros y comonómeros de olefina, diluyente, co-catalizadores (por ejemplo, trietilboro, aluminoxano de metilo, alquilos tales como trietilaluminio, etc. ) , agentes para el control del peso molecular (por ejemplo, hidrógeno) , y cualquier otro co-reactivo o aditivo deseado. Estos componentes se agregan al interior del reactor a través de entradas o conductos en ubicaciones específicas, tal como se representa en la corriente 58 de alimentación, la cual generalmente corresponde a una de las corrientes 18 de alimentación de la Fig. 1. Asimismo, puede agregarse un catalizador al reactor 50 a través de un conducto en una ubicación adecuada, tal como una corriente 60 de alimentación. Un portador diluyente también puede incluirse en la corriente 60 de alimentación, que generalmente también corresponde a una de las corrientes 18 de alimentación de la Fig. 1. Un ejemplo de un catalizador para polimerizar el monómero y comonómeros de etileno que están presentes incluyen un óxido de cromo que contiene cromo hexavalente (o Cr+2) sobre un soporte de sílice.

En ciertas modalidades, el cromo en la materia prima del catalizador es recibido en la instalación de poliolefinas como Cr+3. En tales modalidades, este catalizador puede someterse a un proceso de activación con monóxido de carbono (CO) que tiene como consecuencia un cambio de valencia a Cr+6 en el catalizador activado. Subsecuentemente, durante la polimerización en el reactor, la valencia del Cr+6 en el catalizador activado cambia a Cr+2 debido a la presencia del monómero (por ejemplo, etileno) y/u otros contenidos dentro del reactor. Venta osamente, los sitios de Cr+2 en el catalizador son activos para la polimerización. Sin embargo, se deberá enfatizar, como se abordó previamente, que puede emplearse una variedad de sistemas catalizadores distintos a los sistemas de cromo, tal como catalizadores de metaloceno, catalizadores de Zeigler-Natta, y similares.

En total, los componentes agregados en el reactor generalmente definen el medio fluido mencionado anteriormente que circula dentro del reactor 50. Sin embargo, se deberá indicar que el catalizador puede ser una partícula suspendida que se forma, al menos en parte junto con el medio fluido, la lechada que circula a través del reactor 50. Las condiciones de reacción dentro del reactor 50, tal como la temperatura, presión, y concentraciones del reactivo, se regulan para facilitar las propiedades deseadas y velocidad de producción del producto de poliolefina, para controlar la estabilidad del reactor, y similares. En algunas modalidades, la temperatura de reacción (la temperatura promedio dentro del reactor 50) se mantiene por debajo de un nivel en el cual el producto polimérico entrará a la solución. Como se indica, debido a la naturaleza exotérmica de la reacción de polimerización, puede propagarse un fluido enfriado a través de las cubiertas 62 alrededor de las porciones del reactor 50 de circulación de lechadas para remover el exceso de calor. En algunas modalidades, la temperatura sustancialmente se mantiene dentro de un rango deseado, tal como entre aproximadamente 150 °F a 250°F (65°C a 121°C). Asimismo, una presión dentro del reactor 50 puede regularse dentro de un rango de presión deseado, tal como de aproximadamente 100 psig a 1200 psig (por ejemplo, entre aproximadamente 200 psig y 950 psig, 300 psig y 825 psig, o 450 psig y 700 psig) .

Cuando la reacción de polimerización prosigue dentro del reactor 50, el monómero (por ejemplo, etileno) y comonómeros (por ejemplo, 1-hexeno) se polimeriza para formar polímeros de poliolefina (por ejemplo, polietileno) . En algunas modalidades, los polímeros de poliolefina son sustancialmente insolubles en el medio fluido a la temperatura y presión de reacción reguladas, que junto con el catalizador sobre el soporte sólido forman la lechada de partículas sólidas dentro del medio fluido. Estas partículas de poliolefina sólidas pueden removerse del reactor 50 a través del tramo de asentamiento u otro aspecto o dispositivo, tal como una toma continua, representado como la corriente 22 de descarga. Otras tomas pueden situarse a lo largo de la longitud del reactor 50 o conducto que lleva al sistema 24 de tratamiento de efluentes. Por ejemplo, durante una operación anormal o si se desea la extracción del contenido dentro reactor 50, algo o todo el contenido del reactor puede extraerse a través de las tomas 22A y 22B. En algunas situaciones, el contenido del reactor extraído o descargado puede enviarse a un tanque de sedimentos. En el extremo 44 seco (por ejemplo, área de procesamiento de cauce descendente) , la poliolefina descargada del reactor 50 puede extraerse de la lechada y purificarse.

Para comenzar el procesamiento en el extremo 44 seco, la descarga 22 del reactor 50 puede fluir a través de un calentador de separaciones en línea, o calentador 64 con líneas de separación. El calentador 64 con líneas de separación de acuerdo a las presentes modalidades puede configurarse para producir una corriente de vapor y fibra 66 desde la corriente de líquido y fibra 22 que sale del reactor. La corriente de vapor y fibra 66 pueden enviarse entonces a una cámara 68 de separación (es decir, un recipiente de separación) . La corriente de vapor y fibra 66 puede incluir generalmente la fibra o porción sólida, y la porción líquida vaporizada y no vaporizada de la corriente 22 de descarga. De acuerdo a las presentes modalidades, en la corriente de vapor y fibra 66, al menos aproximadamente 90% del liquido de la corriente 22 de descarga se ha vaporizado. Para ayudar en la volatilización del liquido, el calentador 64 con lineas de separación puede incluir uno o más conductos circundantes que utilizan vapor, vapor condensado, aceite caliente, otros medios de calentamiento, calentadores de resistencia eléctrica, o cualquier combinación de los mismos, por ejemplo, como un aspecto para proveer calentamiento indirecto a la descarga 22. En las presentes modalidades, el calentador 64 con lineas de separación puede configurarse para permitir vaporizar más tiempo del suficiente un liquido dentro de la corriente 22 de descarga (por ejemplo, al menos 2 segundos más), como se plantea más adelante.

Cuando el calentador con lineas de separación tiene tal configuración, se incrementa la probabilidad de que la fibra dentro de la corriente de vapor y fibra 66 pueda estar sustancialmente libre de cualquier liquido atrapado (por ejemplo, diluyente, monómero) . Dependiendo de la configuración particular del calentador 64 con lineas de separación de acuerdo con las presentes modalidades, la corriente de vapor y fibra 66 puede tener una diferencia de temperatura entre la fibra y vapor de menos de aproximadamente 20°F, 15°F, 10°F, 5°F, o 1°F. Por ejemplo, las modalidades donde el calentador 64 con lineas de separación tiene una longitud de tal modo que la corriente de vapor y fibra 66 tenga un tiempo de residencia mayor a aproximadamente 8 segundos, la diferencia en la temperatura puede ser menor que aproximadamente 5°F. En las modalidades en las cuales la corriente de vapor y fibra 66 se deja llegar a un equilibrio térmico, la diferencia de temperatura puede ser menor que aproximadamente 1°F. De hecho, como se define en la presente, se pretende que el equilibrio térmico denote una diferencia de temperatura entre el vapor, fibra, y líquidos atrapados (es decir, las fases de la corriente 66) de menos de aproximadamente 1°F cuando se mide en la salida del calentador 64 con líneas de separación. Como se aborda más adelante, tal diferencia de temperatura puede medirse utilizando uno o más termopares situados próximos a la salida del calentador 64 con líneas de separación, en lo alto de la cámara 68 de separación, en los sólidos descargados de la cámara 68 de separación, dentro de la cámara 68 de separación, o cualquier combinación de los mismos.

Se cree que los tiempos de residencia incrementados (por ejemplo, mayor que 8, 9, o 10 segundos) de la corriente de vapor y fibra 66 dentro del calentador 64 con líneas de separación puede permitir benéficamente a la fibra, vapor, y cualquier líquido atrapado alcance el equilibrio térmico. Por ejemplo, mientras que la mayoría (por ejemplo, aproximadamente 60% a 70%) de líquido en la descarga 22 puede vaporizarse fácilmente, tal como dentro de los primeros uno o dos segundos dentro del calentador 64 con líneas de separación, algunos líquidos tales como el diluyente y/o monómero líquido puede ser atraído a y/o asociarse con la fibra. Tal liquido puede no vaporizarse tan fácilmente como el liquido que no está asociado con la fibra. Es decir, en la operación de un calentador con lineas de separación convencional, algún liquido puede quedar atrapado dentro de la fibra polimérica cuando la fibra sale de la linea de separación convencional. Aunque no se desea limitarse por alguna teoría, se cree que la atracción del diluyente a la fibra polimérica, así como la resistencia de difusión del diluyente desde dentro de la fibra polimérica hasta la corriente principal del flujo de lechada, puede retardar la remoción del diluyente desde la fibra polimérica a la fase de vapor. Para mitigar tales interacciones, el calentador 64 con líneas de separación de acuerdo a las presentes modalidades puede diseñarse para permitir suficiente fuerza y tiempo de propulsión a la mayoría del diluyente, tal como aproximadamente 98%, 99%, o 99.5% del diluyente, para vaporizarse lejos de la fibra. Por lo tanto, la corriente de vapor y fibra 66 puede incluir el vapor que está sustancialmente separado de la fibra. De hecho, cuando se logra el equilibrio de temperatura (es decir, una diferencia de temperatura de menos de aproximadamente 1°F) dentro del calentador 64 con líneas de separación, la corriente de vapor y fibra 66 puede estar sustancialmente libre de contenido de líquidos, o puede alcanzar una temperatura suficiente para la volatilización del diluyente y/o monómero líquido antes de su introducción en la cámara 68 de separación. Como se aborda más adelante, la cantidad particular de líquido volatilizado dentro de la corriente de vapor y fibra 66 puede depender de la longitud y diámetro interno del calentador 64 con líneas de separación, así como de la velocidad de la corriente dentro del calentador 64 con líneas de separación. Además, el tiempo de residencia de la corriente dentro del calentador 64 con líneas de separación que es adecuada para lograr el equilibrio de la temperatura también puede depender al menos de alguno o todos estos factores.

En modalidades donde el reactor 50 experimenta condiciones anormales de operación, o cuando se desee deberá probarse en la corriente de vapor y fibra 66 puede extraerse, una porción de la corriente. Por ejemplo, una toma 66A puede remover una porción de la corriente 66 antes de llegar a la cámara 68 de separación. De hecho, en ciertas modalidades, la temperatura de la corriente 66 que se remueve en la toma 66A puede monitorearse para determinar una diferencia de temperatura entre las fases de la corriente 66. Por consiguiente, la toma 66A, en combinación con ciertas características de monitoreo de temperatura tales como un termopar, puede ayudar a determinar si la corriente de vapor y fibra 66 ha alcanzado un equilibrio térmico.

Como se indica anteriormente, en la cámara 68 de separación, la mayoría de los componentes no sólidos de la descarga 22 del reactor se extraen desde arriba como vapor en un gas 70 de evaporación instantánea. Por ejemplo, en algunas modalidades, una porción adicional de líquido que puede no haberse vaporizado dentro del calentador 64 con líneas de separación puede vaporizarse en la cámara 68 de separación. De hecho, en ciertas de estas modalidades, cualquier líquido remanente dentro de la corriente de vapor y fibra 66 puede volatilizarse dentro de la cámara 68 de separación. En algunas configuraciones, para remover el gas 70 de evaporación instantánea de los sólidos, el corriente de vapor y fibra 66 puede calentarse a una temperatura que está dentro del 90% de la temperatura de fusión de los sólidos, igual a la temperatura de fusión de los sólidos, o por arriba de la temperatura de fusión de los sólidos dentro de la cámara 68 de separación para producir el gas 70 de evaporación instantánea. En algunas configuraciones, puede mantenerse un nivel o volumen de fibra en la cámara 68 de separación para dar un tiempo de residencia adicional de la fibra en la cámara 68 para facilitar la separación de líquido y vapor atrapados en las partículas de la fibra porosa. Sin embargo, de acuerdo a la presente técnica, el calentador 64 con líneas de separación puede configurarse de modo tal que el vapor se separe sustancialmente de la fibra. De hecho, en algunas modalidades, tal como cuando el equilibrio de temperatura se logra dentro del calentador 64 con líneas de separación, una porción sustancial del gas 70 de evaporación instantánea (por ejemplo, 98%, 99%, o 99.5% de la descarga total de encima de la cámara 68 de separación) puede generarse dentro del calentador 64 con líneas de separación.

Como se indica anteriormente, para determinar si ha ocurrido el equilibrio de temperatura de la temperatura de la corriente de vapor y fibra 66 puede monitorearse en la toma 66A. Alternativa o adicionalmente, el equilibrio de temperatura puede determinarse monitoreando la temperatura en cualquiera o una combinación de la salida del calentador 64 con líneas de separación, la entrada de la cámara 68 de separación, la descarga superior de la cámara 68 de separación, o los sólidos descargados de la cámara 68 de separación. Alguna o todas estas temperaturas pueden monitorearse utilizando las características de monitoreo de temperatura conocidas en la técnica, por ejemplo utilizando los termopares 69 que se ilustran. Los termopares 69, que se ilustran, se sitúan a lo largo de los conductos de descarga de la cámara 68 de separación o a lo largo de la cámara 68 de separación. Un controlador 71 puede monitorear cualquiera o una combinación de estas temperaturas y realizar ajustes adecuados al sistema 24 cuando sea apropiado. Por ejemplo, el controlador 71 puede determinar una diferencia de temperatura entre las temperaturas medidas en uno de los termopares 69 situados en la parte superior de la cámara 68 de separación (es decir, la temperatura del gas 70 de evaporación 70 instantánea) , y otro de los termopares 69 situados en la porción de descarga más baja de sólidos de la cámara de separación (es decir, la temperatura de los sólidos) . De nuevo, de acuerdo con las presentes modalidades, tal diferencia de temperatura es menor gue aproximadamente 20 °F, tal como entre aproximadamente 0 y 10°F. En modalidades en las cuales se alcanza el eguilibrio térmico, la diferencia de temperatura es menor que aproximadamente 1°F.

El controlador 71 puede ser un sistema de control distribuido o característica similar que está en comunicación con cualquiera o una combinación de los termopares 69, válvulas de control de flujo para controlar el flujo de fluido de calentamiento, otras fuentes de calor (por ejemplo, bobinas de resistencia), y válvulas de control de flujo para ajustar el flujo de la corriente de vapor y fibra 66. Para lograr y/o aproximarse al equilibrio térmico a una temperatura deseada, el controlador 71 puede ajustar la cantidad de calor provisto a la corriente de vapor y fibra 66 dentro del calentador 64 con líneas de separación, el tiempo de residencia de la corriente 66 dentro del calentador 64 con líneas de separación y/o cámara 68 de separación, o una combinación. En ciertas modalidades, el tiempo de residencia de la corriente 66 dentro de la cámara 68 de separación puede depender al menos parcialmente en la temperatura medida de la fibra, vapor y/o liquido, asi como la presión y composición del gas 70 de evaporación instantánea. Además, mientras se abordan las presentes modalidades en el contexto de monitorear las temperaturas presentes, también son aplicables las presentes modalidades a las temperaturas aproximadas obtenidas mediante modelado o cualquier otro método adecuado para obtener indirectamente una temperatura o estimado de temperatura.

Adicionalmente, algunos o todos estos factores también pueden afectar cómo el gas 70 de evaporación instantánea se trata antes de reciclarse en el reactor 50. Por lo tanto, el gas 70 de evaporación instantánea puede enviarse al sistema 30 de fraccionamiento, o puede evitarse el sistema 30 de fraccionamiento en la ruta al reactor 50 (es decir, a través del sistema 16 de alimentación) . En modalidades donde el gas 70 de evaporación instantánea no se envía al sistema 30 de fraccionamiento, el gas 70 de evaporación instantánea reciclada puede ser al menos una parte de la corriente 34 no fraccionada de la Fig. 1. En otras modalidades, tal como cuando los venenos catalizadores se han agregado a la descarga del reactor, el gas 70 de evaporación instantánea puede contener cierta agua u otros venenos catalizadores residuales, y pueden enviarse al sistema 30 de fraccionamiento. En la producción de polietileno, el gas 70 de evaporación instantánea principalmente es diluyente, tal como el isobutano, u otros diluyentes que se indican anteriormente. El vapor también puede contener la mayor parte del monómero sin reaccionar (por ejemplo, etileno) y otros componentes ligeros, así como un comonómero sin reaccionar (por ejemplo, 1-hexeno, buteno, 1-penteno, 1-octeno, y 1-deceno) y otros componentes pesados (por ejemplo, hexano¦ y oligómeros) . En general, los componentes ligeros o "ligeros" pueden definirse en aquellos componentes ligeros con puntos de ebullición más bajos que el diluyente empleado. En contraste, los componentes pesados o "pesados" pueden definirse como aquellos componentes que tienen puntos de ebullición más altos que el diluyente. En una modalidad, el gas 70 de evaporación instantánea puede contener aproximadamente 94% en peso de diluyente, aproximadamente 5% en peso de monómero, y aproximadamente 1% en peso de otros componentes .

El gas 70 de evaporación instantánea puede procesarse en el equipo 72 de remoción de sólidos, los cuales pueden incluir ciclones, filtros de bolsa, y similares, cuando los sólidos de la fibra atrapados (por ejemplo, típicamente partículas finas o finos) se remueven y retornan a la cámara 68 de separación o al equipo de cauce descendente, tal como la columna 74 de purga abordada más adelante. El gas 70 de evaporación instantánea también puede viajar a través de un lecho de desoxigenación, por ejemplo. Además, el gas 70 de evaporación instantánea puede enfriarse o condensarse en un intercambiador 76 de calor (por ejemplo, estructura de tubos y coraza) antes de su reciclado en el sistema 16 de alimentación o sistema 30 de fraccionamiento. Para reducir el tamaño y costos del sistema 30 de fraccionamiento, una porción del gas 70 de evaporación instantánea, evaporación 70A instantánea tratada, y/o evaporación 70B instantánea condensada puede evitar el sistema 30 de fraccionamiento y retornar más directamente (por ejemplo, a través de la linea 34 de la Fig. 1) al reactor 50 a través del sistema 16 de alimentación, como se indica anteriormente .

El intercambiador 76 de calor puede tener un suministro 78 de refrigerante y un retorno 80 de refrigerante. El refrigerante empleado puede enfriar el agua de la torre de refrigeración, por ejemplo. En algunas situaciones, el tamaño del intercambiador 76 de calor (condensador) puede incrementarse para incorporar la masa adicional del diluyente y monómero descargados del reactor 50 (por ejemplo cuando el contenido del reactor se extrae debido a una operación anormal) a la cámara 68 de separación. Mientras el gas 70 de evaporación instantánea se condensa y/o recicla, los sólidos (por ejemplo, fibra polimérica) en la cámara 68 de separación se extraen y envían a la columna 74 de purga a través de un conducto 82 a los sólidos descargados. La cámara 68 de separación puede adaptarse con una característica 84 de toma continua (CTO) que permite extraer los sólidos descargados de manera sustancialmente continua, se provee suficiente presión para permitir su remoción. Como un ejemplo, la característica 84 CTO puede incluir una válvula de cilindro hidráulico que se abre al conducto 82. Cuando la válvula de cilindro hidráulico de la característica 84 CTO se abre, los sólidos descargados pueden fluir de manera sustancialmente continua en el conducto 82. Sin embargo, en situaciones donde hay insuficiente presión dentro de la cámara 68 de separación, la válvula de cilindro hidráulico puede cerrarse. El conducto 82 también puede incluir configuraciones de válvula que permiten al polímero fluir descendentemente mientras se reduce el potencial del vapor de fluir entre la columna 74 de purga y la cámara 68 de separación. Por ejemplo, una o más válvulas redondas, válvulas de bola con toma v, válvulas giratorias, y/o válvulas de ciclos pueden situarse en el conducto 82 para los sólidos descargados .

Además de transferir la descarga, el conducto 82 también puede incluir las funciones para calentar los sólidos descargados, tal como uno o más segmentos que incluyen los conductos circundantes o similares para facilitar el intercambiador de calor con un medio calentado (por ejemplo, vapor y/o condensado de vapor) de una manera similar al calentador 64 con líneas de separación. En algunas modalidades, el conducto 82 de hecho puede ser un calentador con líneas de separación. En tales modalidades, el conducto 82 puede calentar los sólidos descargados para proveer una entalpia adicional a los sólidos que faciliten la extrusión. Como un ejemplo, el conducto 82 puede calentar los sólidos descargados dentro de al menos aproximadamente 50, 25, 5 o 1°F de la temperatura de fusión inicial de la fibra polimérica. En las modalidades de la producción y extrusión de polietileno, el conducto 82 puede calentar los sólidos entre aproximadamente 140°F y 240°F (por ejemplo, aproximadamente 200°F, en relación a la entalpia de 96 BTU/lb) , en donde la temperatura del polietileno en una salida del extrusor está entre aproximadamente 260°F y 360°F (por ejemplo, aproximadamente 205°F, en relación a la entalpia de 270 BTU/lb) .

En algunas situaciones, puede ser deseable remover al menos una porción de los sólidos descargados, tal como para realizar la prueba de control de calidad, monitoreo de temperatura, o durante una operación normal, etc. De acuerdo con esto, una porción de los sólidos descargados de puede extraerse a través de la toma 82A o toma 22A. Además, una cámara de fibra relativamente pequeña también puede desecharse en el conducto 82. Tradicionalmente, los sólidos de fibra de la cámara 68 de separación se descargan en una cámara de separación a presión más baja, con. la evaporación instantánea a presión más baja que requiere compresión para reciclarse en el sistema 30 de fraccionamiento y el reactor 50. Sin embargo, utilizando el calentador 64 con lineas de separación de acuerdo a la presente técnica, además de o en lugar de la implementación de uno o más segmentos de calentamiento dentro del conducto 82, la eliminación de una evaporación a baja presión y la compresión asociada provee los sólidos descargados de la fibra de la cámara 68 de separación directamente a la columna 74 de purga.

Los sólidos primarios alimentados a la columna 74 de purga pueden ser los sólidos descargados (fibra de poliolefina) del conducto 82 que sale de la cámara 68 de separación. De acuerdo a las presentes modalidades, los sólidos descargados pueden calentarse dentro de unos cuantos grados de la temperatura donde la mayoría de la fibra se derrita, tal como dentro de aproximadamente 50°F, 25°F, 5°F o 1°F de la temperatura de fusión de la fibra antes de la extrusión. De hecho, este calentamiento puede reducir la energía utilizada para realizar la extrusión dentro de la extrusión/descarga 36. En algunas configuraciones, la columna 74 de purga remueve el hidrocarburo residual (por ejemplo, diluyente volatilizado y/o monómero residual) de las corrientes de sólidos entrantes y provee sustancialmente fibra 28 polimérica limpia y/o seca. La fibra 28 puede transportarse o traspasarse al sistema 36 de extrusión/descarga para su conversión en pellets 38, y para su distribución y venta como resina de pellets de poliolefina a los clientes 40. En general, las partículas poliméricas tratadas descargas de la columna 74 de purga como la fibra 28 polimérica pueden procesarse en una operación de acabado convencional, tal como una extrusora de husillo, en el sistema 36 de extrusión/descarga (Fig. 1).

Para remover los hidrocarburos residuales, un gas de depuración (por ejemplo, nitrógeno u otro gas inerte adecuado) se propaga a través de la columna 74 de purga para atrapar y remover los hidrocarburos a través de la descarga 86 superior. Esta descarga 86 puede enviarse a través de una unidad 88 de separación, tal como una unidad de recuperación de membrana, unidad de adsorción de oscilación de presión, unidad de refrigeración, etc., para recuperar el gas de depuración a través de la corriente 90, y para descargar una corriente 92 de hidrocarburo separada. En la técnica, en modalidades donde el gas de depuración es nitrógeno, la unidad 88 de separación puede conocerse como una Unidad de Recuperación de Isobutano-Nitrógeno (INRU) . Además, puede agregarse nitrógeno recién hecho a la corriente 90 de nitrógeno para justificar las pérdidas de nitrógeno en la columna 74 de purga o unidad 88 de separación. Finalmente, se deberá observar que la corriente 92 de hidrocarburo puede proveer beneficialmente la alimentación de reciclaje al sistema 30 de fraccionamiento o sistema 16 de alimentación para reciclarse directo al reactor 20. Por ejemplo, la corriente 92 de hidrocarburo que se descarga de la unidad 88 de separación hace posible la alimentación de hidrocarburos que puede procesarse para dar el diluyente libre de olefina utilizado para la preparación del catalizador.

Independientemente de su configuración exacta, se deberá indicar que una porción significativa del sistema 24 de tratamiento de efluentes se dirige para tratar la corriente de vapor y fibra 66 que entra a la cámara 68 de separación, por ejemplo para remover el diluyente de hidrocarburo residual y/o monómero/comonómero de la fibra polimérica. De acuerdo con esto, ahora se reconoce que la reducción o sustancial eliminación de tales procesos y equipo puede incrementar la eficiencia en la operación de los sistemas ' de producción de polímeros, tal como el sistema 10. En otras palabras, el calentador 64 con líneas de separación y/o conducto 82 pueden hacer innecesarios algunos procesos descendentes que se configuran para separar las porciones líquidas de la corriente 22 de descarga de las porciones sólidas de la corriente 22 de descarga, cuando sustancialmente todo el líquido de la corriente 22 de descarga se ha vaporizado dentro del calentador 64 con líneas de separación. De esta manera, algunos procesos, equipo, requerimientos de energía, y tiempo de procesamiento pueden eliminarse, lo cual puede reducir los costos y tiempo en conjunto asociados con la producción de la fibra polimérica sustancialmente seca.

Para lograr tales reducciones o eliminación, además de otras ventajas, las presentes modalidades proveen un incremento en el tiempo que la descarga del reactor consume dentro del calentador 64 con lineas de separación, como se indica anteriormente. Por ejemplo, en una configuración convencional, una lechada descarga de un reactor de polimerización puede calentarse o quedar dentro de un calentador con lineas de separación entre aproximadamente 5 y 8 segundos. Ahora se reconoce que mucho de este tiempo (por ejemplo, al menos aproximadamente 80% del tiempo) puede consumirse en un área de presión relativamente alta. Por consiguiente, la mayor parte del tiempo la lechada se consume dentro del calentador con líneas de separación convencional, la fuerza impulsora para separar una porción líquida de la lechada de una porción sólida de la lechada es relativamente baja. Aunque no se desea limitarse a alguna teoría, se cree que a fin de que la fibra desmenuzada esté sustancialmente libre de líquido, la lechada generalmente puede someterse a dos procesos de volatilización: primero, una vaporización de los líquidos no asociados con la fibra y segundo, una vaporización de los líquidos atrapados dentro de la fibra.

En distribuciones convencionales, solamente la primera etapa de vaporización puede completarse sustancialmente dentro del calentador con líneas de separación. Como un ejemplo, en una configuración típica, sólo aproximadamente 70% del diluyente de hidrocarburo total puede volatilizarse dentro del calentador con líneas de separación. Otras características del sistema 24 de tratamiento de efluentes, tal como los descritos anteriormente, debe completar por lo tanto la segunda etapa de volatilización. De hecho, en la presente descripción previa del solicitante en la Patente Norteamericana No. 5,183,866, que se incorpora como referencia en la presente en su totalidad, el solicitante falló en considerar que la segunda etapa de volatilización contribuye a la remoción total del diluyente de la fibra. Es decir, el solicitante falló en reconocer que los líquidos atrapados dentro de la fibra pueden requerir un tiempo de residencia adicional dentro del calentador con líneas de separación y/o cámara 68 de separación y/o calor adicional provisto a la corriente 22 de descarga para lograr una segunda volatilización que volatiliza el líquido atrapado en la fibra. De acuerdo con esto, las presentes modalidades proveen el calentador 64 con líneas de separación para completar sustancialmente ambas etapas de volatilización, para, por ejemplo, volatilizar al menos aproximadamente 75%, 90%, 95%, 99%, 99.5% o más del diluyente de hidrocarburo residual y/o monómero. En algunas modalidades, el calentador 64 con líneas de separación se configura para calentar la corriente 22 de descarga de modo tal que cualquier líquido remanente en la corriente de vapor y fibra 66 al final del calentador con líneas de separación es a una temperatura que al menos se aproxime a la temperatura adecuada para vaporizar hidrocarburos a la presión en , la cámara 68 de separación. Por ejemplo, la temperatura del liquido remanente puede ser de aproximadamente 20°F, 15°F, 10°F, 5°F, o 1°F, o sustancialmente igual a, la temperatura adecuada para tal vaporización. De acuerdo con algunas de las presentes modalidades, la corriente de vapor y fibra 66 puede alcanzar un equilibrio de temperatura a una temperatura sustancialmente igual a, aproximadamente 1°F más baja que, o dentro de aproximadamente 5°F, la temperatura de volatilización del liquido (por ejemplo, diluyente) . Es decir, las temperaturas del vapor, fibra, y cualquier liquido puede estar dentro de aproximadamente 1°F de la temperatura de volatilización del diluyente .

El proceso asociado con las dos etapas de vaporización introducidas anteriormente se aborda más adelante dentro del contexto de un calentador con lineas de separación para proveer un mejor entendimiento de las presentes modalidades. Como se indica anteriormente, en general, cuando la lechada avanza a través del calentador con lineas de separación, los componentes líquidos se volatilizan, generando un componente de vapor además de los componentes sólidos y líquidos de la lechada descargada. Después de una cierta cantidad de tiempo, la mayor parte (por ejemplo, aproximadamente 60 a 70%) o casi toda la porción líquida de la lechada que no está contenida dentro de la fibra polimérica porosa se vaporiza. Es decir, una primera porción del liquido de la descarga 22 se vaporiza en el primer proceso de volatilización. Subsecuente a esto, en el segundo proceso de volatilización, el liquido (por ejemplo, diluente, monómero, co-monómero) que está contenido (es decir, atapado y/o absorbido) dentro de la fibra polimérica porosa comienza a volatilizarse. Es decir, una segunda porción del liquido de la descarga 22 comienza a volatilizarse.

Las con iguraciones convencionales pueden fallar en completar sustancialmente la volatilización del liquido asociado con la fibra polimérica porosa (la segunda porción) debido, al menos en parte, a la energía de remoción del ambiente circundante del líquido después de la volatilización. Tal remoción de energía mediante la volatilización de la segunda porción del líquido da como resultado un enfriamiento de la fibra polimérica, lo cual puede bloquear la capacidad de vaporizar cualquier líquido remanente dentro de la fibra polimérica porosa. Por lo tanto, en algunas configuraciones, tal como los calentadores con líneas . de separación convencionales que tienen una longitud promedio (por ejemplo, aproximadamente 400 pies y menos) y un diámetro interno promedio (por ejemplo, aproximadamente 4 pulgadas y menos), la corriente de vapor y fibra 66 puede contener líquidos no volatilizados. Ahora se reconoce que los diámetros y/o longitudes del calentador 64 con líneas de separación pueden incrementarse por arriba de los de los diseños convencionales para permitir más tiempo del suficiente para la volatilización de la primera porción y una porción sustancial (por ejemplo, al menos aproximadamente 90%, 95%, 99%, o 99.5%) de la segunda porción del liquido dentro de la lechada. Para lograr tal volatilización, en algunas de las presentes modalidades, el tiempo de residencia de la descarga dentro del calentador 64 con lineas de separación es al menos de aproximadamente 8 segundos, tal como de aproximadamente 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5 segundos o más. Tal configuración puede dar como resultado que la primera porción del liquido se volatilice entre aproximadamente 1 y 6 segundos antes de que la corriente 66 salga del calentador 64 con lineas de separación. Por ejemplo, la primera porción puede volatilizarse al menos aproximadamente 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, o 4 segundos o más tiempo antes de que la corriente 66 salga del calentador 64 con lineas de separación. En algunas modalidades, el calentador 64 con lineas de separación puede tener una longitud mayor que aproximadamente 400 pies y/o un diámetro interno mayor que aproximadamente 4 pulgadas. Además, como se aborda con detalle más adelante, puede ser deseable controlar la temperatura de calentamiento a través de un poco o a través de todo el calentador 64 con lineas de separación. Por lo tanto, el calentador 64 con lineas de separación también puede incluir una o más secciones de temperatura variable. Se deberá observar, sin embargo, que la configuración particular del calentador 64 con líneas de separación de acuerdo con las presentes modalidades puede depender al menos parcialmente de la velocidad de la corriente de vapor y fibra 66 dentro del calentador 64 con líneas de separación, la composición de la corriente 66, y la temperatura final deseada, entre otras consideraciones .

Como se indica anteriormente, la longitud, diámetro, temperatura, y/o presión del calentador 64 con lineas de separación puede manipularse de acuerdo a las presentes modalidades. En una modalidad, el calentador 64 con lineas de separación puede tener una longitud "corta" con un diámetro "grande" (por ejemplo, una longitud de aproximadamente 400 pies o menor con un diámetro por arriba de aproximadamente 4 pulgadas) . En otra modalidad, el calentador 64 con líneas de separación puede tener una longitud "larga" con un diámetro "pequeño" (por ejemplo, una longitud mayor que aproximadamente 400 pies con un diámetro de aproximadamente 4 pulgadas o menor) . En una modalidad adicional, el calentador 64 con líneas de separación puede tener una longitud "larga" con un diámetro "grande" (por ejemplo, una longitud mayor que aproximadamente 400 pies y un diámetro mayor que aproximadamente 4 pulgadas) . Los ejemplos de tales rangos se proveen a continuación. Aunque se mencionan ciertas dimensiones anteriormente y se tratan con más detalle a continuación con respecto a ejemplos específicos, se deberá indicar que tales dimensiones pueden depender de la cantidad de polímero y diluyente producidos en una implementación dada. Además, aunque la longitud/diámetro del calentador 64 con líneas de separación puede influenciar el tiempo de recorrido de los materiales descargados a través del calentador 64 con líneas de separación, tal tiempo de recorrido también puede ser influenciado por la velocidad de la fibra, la cual puede mantenerse a un nivel suficiente para transportar neumáticamente la fibra. En ciertas modalidades por ahora contempladas, el tiempo de recorrido total de los materiales descargados a través del calentador 64 con líneas de separación puede ser aproximadamente de 8 segundos, 8.5 segundos, 9 segundos, 9.5 segundos, 10 segundos, 11 segundos, 12 segundos, o más.

Para ilustrar aún más las dimensiones del calentador 64 con líneas de separación y su relación, la Fig. 3 es una vista en sección trasversal de una modalidad del calentador 64 con líneas de separación de acuerdo a un aspecto de la presente técnica. Además, se deberá indicar que las modalidades descritas a continuación también pueden proveer una descripción general del conducto 82 y la manera en la cual el mismo puede tratar los sólidos descargados que salen de la cámara 68 de separación. Como se menciona, el calentador 64 con líneas de separación generalmente se dimensiona y configura para recibir una descarga 22 de lechada del reactor 50 y vaporizar sustancialmente toda la primera porción del líquido (es decir, la porción no atrapada dentro de la fibra polimérica) presente en la descarga 22 y una mayoría de la segunda porción del líquido (es decir, la porción atrapada dentro de la fibra polimérica) antes de su suministro a la cámara 68 de separación. En general, como se indica anteriormente, el calentador 64 con líneas de separación se configura de tal modo que el tiempo de recorrido de la fibra polimérica a través del calentador 64 con líneas de separación sea al menos de aproximadamente 8 segundos. Cuando la descarga 22 avanza a través del calentador 64 con líneas de separación, la temperatura de sus diversos componentes puede alcanzar un equilibrio. Por ejemplo, la temperatura entre la primera porción vaporizada del líquido, la fibra polimérica, y la segunda porción del líquido puede sustancialmente equilibrarse o tener una diferencia de temperatura de menos de aproximadamente 10°F. En ciertas modalidades, tales como aquéllas donde el calentador 64 con líneas de separación tiene una longitud larga y un diámetro grande, el calentador 64 con líneas de separación también puede vaporizar una cantidad sustancial (por ejemplo, al menos aproximadamente 75%, 90%, 95%, 99%, 99.5% o más) de la segunda porción del líquido. Por lo tanto, las características de la corriente de vapor y fibra 66 suministrada a la cámara 68 de separación pueden depender de muchos factores que incluyen pero no están limitados a una longitud "1" del calentador 64 con lineas de separación, un diámetro "d0" de un conducto 100 externo del calentador 64 con lineas de separación, un diámetro interno "di" de un conducto 102 interno del calentador 64 con lineas de separación, la velocidad de diseño del calentador 64 con lineas de separación en relación a la velocidad de toma de la descarga 22, la naturaleza química de los componentes dentro de la descarga 22, etc.

Para afectar la volatilización del líquido dentro de la corriente 22 de descarga, además de las dimensiones de longitud y diámetro no tradicionales, el calentador 64 con líneas de separación también puede incluir una pluralidad de segmentos 104 que forman el conducto 100 externo. Los segmentos 104 pueden configurarse para facilitar un flujo de un medio caliente a través de una porción o todo el conducto 100 externo. Los segmentos 104 pueden tener diámetros y/o longitudes iguales o diferentes. Por ejemplo, los segmentos 104 pueden tener otros diámetros entre aproximadamente 4 y 8 pulgadas (por ejemplo, aproximadamente 4 pulgadas, 5 pulgadas, 6 pulgadas, 7 pulgadas, u 8 pulgadas). Además, los segmentos 104 pueden tener una longitud que está entre aproximadamente 5 pies y aproximadamente 100 pies (por ejemplo, aproximadamente 10 pies, 15 pies, 20 pies, 40 pies, o 100 pies), aunque la longitud de cada segmento 104 puede depender del número particular de segmentos 104 empleados y la longitud total del calentador 64 con lineas de separación en una implementación dada.

El medio caliente que fluye a través de los segmentos 104 puede permitir al calentador 64 con líneas de separación calentar la corriente 22 de descarga por toda la longitud 1 entera del calentador 64 con líneas de separación o sólo ciertas secciones del calentador 64 con líneas de separación. Es decir, la calentador 64 con líneas de separación puede incrementar, disminuir, o mantener la temperatura de la corriente 22 de descarga cuando la misma encuentra la pluralidad de segmentos 104, lo cual puede permitir el control del índice de calentamiento y/o temperatura resultante de la fibra cuando la corriente de vapor y fibra 66 sale del calentador 64 con líneas de separación. Durante la operación, el medio caliente puede fluir a través de uno o más segmentos 104 del conducto 100 externo, que indirectamente calienta la corriente 22 de . descarga cuando la corriente 22 de descarga fluye a través del conducto 102 interno. En otras palabras, el medio caliente que fluye a través de un segmento 104 puede separarse sustancialmente del medio caliente que fluye a través de otro segmento 104, de modo tal que cada segmento 104 pueda separarse del otro. Alternativa o adicionalmente, dos o más segmentos 104 pueden compartir un flujo de medio caliente. Por ejemplo, los dos o más segmentos 104 pueden compartir una única entrada y salida. En algunas modalidades, el medio caliente puede calentar el refrigerante de las cubiertas 62 de enfriamiento, vapor o condensador de vapor, aceite caliente, u otra fuente de calor tal como el calor generado por los calentadores de resistencia eléctrica.

En la modalidad ilustrada, el calentador 64 con lineas de separación permite fluir el medio caliente a través de cualquiera o una combinación de los segmentos 104. Por ejemplo, el medio caliente puede fluir a través de un primer conjunto de segmentos 106 aunque no a través de un segundo conjunto de segmentos 108, o cualquier flujo similar o esquema de temperatura, tal como a través de un tercer segmento, o a través de tres segmentos y no a través de un cuarto, etc. Por ejemplo, en la modalidad ilustrada, el medio caliente puede fluir hacia una respectiva entrada 110 y fuera de una respectiva salida 112 de uno de los segmentos 104. Como se ilustra, cada segmento 104 puede tener su propia respectiva entrada 110 y/o salida 112, o combinaciones de los segmentos 104 pueden tener una entrada 114 común y/o una salida 114 común, como se indica anteriormente. Específicamente, se delinea que el primer conjunto de segmentos 106 y un segundo conjunto de segmentos 108 tiene al menos un segmento 104 que tiene una entrada 110 y salida 112, y un grupo de segmentos 104 que tienen la salida 112 común y salida 114 común. En una implementación, cuando el medio caliente fluye a través del primer conjunto de segmentos 106 aunque no el segundo conjunto 108, el mismo puede calentar inicialmente la corriente 22 de descarga de modo tal que sustancialmente todo el liquido dentro de la corriente 22 se haya vaporizado, seguido por un periodo de enfriamiento o mantenimiento de temperatura. Si el segundo conjunto de segmentos 108 se utiliza para proveer calor puede depender de los niveles medidos de diluyente atrapado dentro de la fibra, las especificaciones deseadas de la fibra, temperatura deseada de la fibra, etc. Sin embargo, se deberá observar que, en algunas modalidades donde el calentador 64 con lineas de separación se configura para calentar de manera sustancialmente continua la corriente 22 de descarga a lo largo de una longitud mayor que aproximadamente 700 pies, la fibra puede comenzar a derretirse, lo cual puede causar problemas en un procesamiento posterior. Al controlar la cantidad de fluido caliente que fluye a través de cada segmento 104 o combinación de conjuntos 106, 108 de segmentos, un operador y/o controlador puede ser capaz de ajustar la temperatura de la corriente de vapor y fibra 66 a un nivel deseado. En una modalidad, la diferencia de temperatura entre el vapor y sólidos (fibra) que sale del calentador 64 con lineas de separación puede ser sustancialmente insignificante o la temperatura de la fibra puede acercarse a aproximadamente dentro de 40°F, 20°F, 10°F, 5°F, o 1°F de la temperatura del vapor, como se indica anteriormente. Además, el vapor y fibra 66pueden alcanzar un equilibrio térmico, de modo tal que sustancialmente todo el liquido atrapado en la fibra, cada uno del vapor y la fibra tengan una temperatura que difiera entre si por no más de 1°F.

Además de o en lugar del esquema de control de temperatura descrito anteriormente, la volatilización y/o equilibrio térmico puede al menos depender parcialmente de la longitud 1 del calentador 64 con lineas de separación. Por ejemplo, la longitud 1 del calentador 64 con lineas de separación puede determinar al menos parcialmente la temperatura de la corriente de vapor y fibra 66 asi como la magnitud de liquido atrapado remanente dentro de la fibra. En un sentido general, la longitud 1 del calentador 64 con lineas de separación determina al menos parcialmente cuánto tiempo consume la corriente 22 de descarga en áreas calientes, en áreas frías, en áreas de presión alta y/o baja, etc. De esta manera, la longitud 1 del calentador 64 con líneas de separación puede determinar al menos parcialmente la cantidad de tiempo entre la vaporización completa de líquidos no asociados o atrapados dentro de la fibra de la descarga 22 y el suministro de la corriente de vapor y fibra 66 a la cámara 68 de separación. Por lo tanto, se deberá observar que en algunas configuraciones, tales como aquéllas con un diámetro y temperatura sustancialmente constantes, en las que la longitud 1 del calentador 64 con líneas de separación se incrementa, por consiguiente puede el tiempo de tránsito de la corriente 22 de descarga a través del calentador 64 con lineas de separación y la probabilidad de que la segunda porción del liquido se haya volatilizado.

Mientras que la longitud 1 del calentador 64 con lineas de separación puede determinar al menos parcialmente el tiempo de tránsito de la descarga 22, los diámetros di y d0 pueden determinar al menos parcialmente la relación a la cual los líquidos dentro de la descarga 22 se volatilizan. Por lo tanto, la longitud 1 y los diámetros di y d0 del calentador 64 con líneas de separación pueden tener un efecto sinérgico en la determinación de las características de la corriente de vapor y fibra 66 suministrada a la cámara 68 de separación. Por lo tanto, se deberá observar que un incremento tanto en la longitud 1 como en el diámetro interno di en relación a las dimensiones convencionales puede incrementar enormemente la probabilidad de una vaporización completa de líquidos y/o equilibro de temperatura entre el vapor, los líquidos, y la fibra .

Además, aunque la longitud 1 del calentador 64 con líneas de separación puede fijarse (es decir, el calentador 64 con líneas de separación solamente tiene una longitud) , se deberá observar que el diámetro di puede cambiar a lo largo de la longitud del calentador 64 con líneas de separación. Por lo tanto, la corriente 22 de descarga puede experimentar un cambio de presión proporcional al cambio de diámetro cuando el mismo avanza a través del calentador 64 con líneas de separación. Los cambios de temperatura y/o presión pueden ser sustancialmente estáticos (por ejemplo, sin cambio en toda la longitud 1 del línea de separación con el tiempo) . Es decir, los segmentos 104 pueden tener temperaturas de calentamiento iguales o diferentes, presiones iguales o diferentes, o cualquier combinación de estas. En cualquier caso, la misma es estática o dinámica, como se indica anteriormente, la primera porción del líquido de la corriente 22 de descarga (la porción no atrapada dentro de la fibra polimérica ) puede volatilizarse sustancialmente de manera completa con suficiente tiempo de tránsito remanente que permita volatilizar sustancialmente la segunda porción (por ejemplo, al menos aproximadamente a 75%, 90%, 95%, 99%, o 99.5% de la segunda porción de líquido se volatiliza) , o al menos para alcanzar un equilibrio térmico con la fibra polimérica y vapor dentro de la corriente de vapor y fibra 66 que sale del calentador 64 con líneas de separación. De nuevo, cuando las fases de la corriente de vapor y fibra 66 han alcanzado un equilibrio térmico, las fases diferirán en la temperatura por no más de aproximadamente 1°F.

Para alcanzar una vaporización sustancial y/o equilibrio térmico, de acuerdo con las presentes modalidades, la corriente 22 de descarga fluye a través del línea 64 de separación a través del conducto 102 interno que tiene el diámetro interno di. De manera sustancialmente concurrente, la corriente 22 de descarga se calienta mediante un fluido caliente dentro del conducto 100 externo que tiene el diámetro d0, que rodea el conducto 102 interno. De acuerdo a las presentes metodologías, uno o ambos de estos diámetros puede impactar la relación a la cual los líquidos dentro de la corriente 22 de descarga se volatilizan. Por ejemplo, en algunas modalidades, el diámetro interno di puede ser inversamente proporcional a la presión dentro de la línea 64 de separación. Es decir, cuando el diámetro di se incrementa, la presión que actúa en la corriente 22 de descarga puede disminuir, lo cual puede permitir una relación incrementada de volatilización de los líquidos. De acuerdo con esto, en algunas modalidades, el diámetro interno di del conducto 102 interno se incrementa en relación a los diseños convencionales, tal como los diámetros de al menos 4, 5, o 6 pulgadas, o más.

Un incremento en el diámetro d0 también puede incrementar la relación de volatilización de los líquidos dentro de la corriente 22 dé descarga. Por ejemplo, el diámetro do puede definir la cantidad de fluido caliente disponible en la superficie externa del conducto 102 interno para calentar indirectamente la corriente 22 de descarga. Aunque el intercambio de calor entre el medio caliente y la corriente 22 de descarga puede limitarse sustancialmente por las áreas superficiales externas e internas del conducto 102 interno, se deberá observar que cuando el diámetro dO del conducto 100 externo se incrementa, asi que puede estar disponible la cantidad de medio caliente para el intercambio de calor. De acuerdo con esto, cuando la cantidad de medio caliente dentro del conducto 100 externo se incrementa, la transferencia de calor a la corriente 22 de descarga puede tener un impacto minimizado en la temperatura promedio del medio caliente dentro del conducto 100 externo. Por lo tanto, al incrementar el diámetro do en relación al diámetro di; es más eficiente el calentamiento de la corriente 22 de descarga, y por lo tanto puede realizarse la volatilización de los líquidos dentro de la corriente 22 de descarga.

Se deberá observar, en vista del presente argumento, que el diámetro do del conducto 100 externo, el diámetro di del conducto 102 interno, la longitud 1, y su interrelación puede al menos determinar parcialmente los tiempos relativos de cambios de fase que ocurren en los líquidos de la corriente 22 de descarga. Además, como se indica anteriormente, los segmentos 104 pueden incluir segmentos que tiene fluido caliente, segmentos sin fluido caliente, etc. Los ejemplos de tales combinaciones y sus efectos en la corriente 22 de descarga se describen más adelante, incluyendo el tiempo total dentro del calentador con líneas de separación y el tiempo desde que entra el calentador con líneas de separación a la vaporización total, entre otros.

Más adelante se tabulan los datos de modelado calculados de tres ejemplos de las modalidades descritas anteriormente. Se deberá observar que el modelo utilizado para generar los datos de modelado asume un equilibrio térmico entre las fases de vapor, liquido y sólido. Sin embargo, como se indica anteriormente, una diferencia de temperatura entre estas fases puede existir debido a la energía que -principalmente se conduce de manera convectiva a la fase de vapor. Subsecuentemente, la energía se conduce desde la fase de vapor a la fase sólida y líquida (si está presente) . La Tabla 1 contiene datos de modelado calculados de una modalidad de calentador con líneas de separación (por ejemplo, el calentador 64 con líneas de separación en la Fig. 3) que tiene una longitud de 400 pies y un diámetro de 6 pulgadas. Esta y las tablas subsecuentes abordadas más adelante pasan un flujo de lechada típica de 73,880 libras/hr con 40068 libras de polietileno y 38,112 libras de diluyente, que aproximadamente es de 95% en peso de isobutano y tiene una temperatura inicial de 227 °F. La Tabla 2 contiene datos de modelado calculados de una modalidad de calentador con líneas de separación en donde la longitud es de 700 pies y el diámetro es de 6 pulgadas con calentamiento en toda la longitud del calentador con líneas de separación. La Tabla 3 contiene datos de modelado calculados de una modalidad de calentador con lineas de separación similar a los calculados en la Tabla 2, aunque con calentamiento en toda la única porción del calentador con lineas de separación, tal como cuando la porción 108 extrema (Fig. 3) del calentador 64 con lineas de separación no se calienta. La Tabla 4 es un resumen de los datos calculados provistos en las Tablas 1-3 para comparación. Los datos presentados en las Tablas 1-4 son datos modelados calculados del calentador 64 con lineas de separación como se representa en cada uno de sus segmentos 104. El argumento posterior con respecto a la corriente 22 de descarga y/o corriente de vapor y fibra 66 se presenta en relación a los segmentos 104 del calentador 64 con lineas de separación. Es decir, la discusión de un segmento 104 particular puede referirse al contenido del conducto 102 interno y/o el contenido del conducto 100 externo en la posición del segmento 104. El contenido de los conductos 100, 102 no se mezclan. El flujo de la corriente de producto a través del conducto 102 interno del calentador 64 con lineas de separación es sustancialmente continuo, aunque el flujo de medio caliente a través del conducto 100 externo del calentador 64 con lineas de separación puede ser sustancialmente continuo o discontinuo.

TABLA 1 REPORTE DE RESULTADOS DEL SEGMENTO DE LINEAS, Calentador con Líneaa de separación dé 400' x 6", Ejemplo 1 FRACCION PRESIÓN DE CAÍDA DE Uo TOTAL EN PESO DE TE P. DE VELOCIDAD SEO. LONGITUD. SALIDA PRESIÓN (BTUh-pie2- SALIDA DE SALIDA PROMEDIO SERVICIO Tiempo en NO. (pies) (PSIA) (PSI) °F) VAPOR. (pie/seg) (1000 BTUh) FLH (seg) 1 10 183.6 1.7 0 0.7334 156.4 44 0 0.23 2 20 181 26 90.2 0.7652 155.7 46.1 102.3 0.43 3 20 178.4 2.6 90 0.7973 155 48.4 103.6 0.41 4 20 175.8 2.61 89.9 0.8299 154.2 50.7 104.8 0.39 5 20 174 1.79 89.7 0.8601 153.7 52.8 105.7 0.38 6 10 173.4 0.62 0 0.8622 153.5 53.1 0 0.19 7 20 172.4 0.95 89.5 0.8898 15.3 54.8 106.6 0.36 8 20 171.5 0.95 89.5 0.9174 153.2 56.5 106.6 0.35 9 20 170.6 0.94 89.4 0.9451 153 58.3 106.9 0.34 10 20 169.9 0.92 89.3 0.9715 152.8 60 106.8 0.33 11 10 169.1 0.58 0 0.972 152.6 60.2 0 0.17 12 20 168.2 0.89 89.1 0.9978 152.4 62.1 105.5 0.32 13 20 167.3 0.84 89 1 154.9 63 102.3 0.32 14 20 166.5 0.79 89.2 1 157.5 63.9 97.9 0.31 15 20 165.8 0.79 895 1 160 64.8 93.6 0.31 16 10 165.2 0.53 0 1 159.9 65 0 0.15 17 20 164.4 0.79 89.7 1 162.3 65.9 89.5 0.3 18 20 163.6 0.8 90 1 164.5 66.8 85.6 0.3 19 20 162.8 0.8 90.2 1 166.7 67.6 81.8 0.3 20 20 162 0.8 90.4 1 168.7 68.4 78.1 0.29 21 10 161.5 0.54 0 1 168.7 68.7 0 0.15 22 20 160.7 0.81 90.6 1 170.6 69.5 74.7 0.29 23 20 159.9 0.81 90.8 1 172.4 70.3 71.4 0.28 24 20 159.1 0.81 91 1 174.2 71.1 68.2 0.28 25 20 158.3 0.81 91.2 1 175.9 71.9 65 2 0.28 26 10 157.3 099 0 1 175.8 72.4 0 0.14 Servicio Total Tiempo Total (ramBTU/h) (seg) Tiempo Total desde la Vaporización Total Hasta el Final del FLH - 3.70 1856.1 7.62 Como se indica anteriormente, la Tabla 1 contiene datos calculados generados mediante un modelo del calentador 64 separador (Fig. 3) en donde la longitud 1 es de aproximadamente 400 pies y el diámetro interno di del conducto 102 interno es de aproximadamente 6 pulgadas. En la modalidad prototipo del Ejemplo 1, el calentador 64 separador incluye 26 segmentos (por ejemplo, los segmentos 104 en la Fig. 3), teniendo cada segmento una longitud de aproximadamente 10 o 20 pies. Específicamente, los segmentos no tienen fluido caliente en su conducto 100 externo (es decir, los segmentos 104 que no están configurados para calentar la corriente 22 de descarga) son de aproximadamente 10 pies de largo, y los segmentos que tienen fluido caliente en su conducto 100 externo (es decir, los segmentos 104 configurados para calentar la corriente 22 de descarga) son de 20 pies de largo. Se deberá observar que los segmentos que son de 10 pies de largo pueden representar dobleces o codos en el calentador 64 separador. En si, aquellos segmentos pueden no contribuir a la longitud 1 calculada del calentador 64 separador. Además, en la modalidad representada por los datos calculados en la Tabla 1, cada quinto segmento no se caliente, o "apaga". Por consiguiente, durante la operación, puede considerarse que cuando la corriente 22 de descarga entra al calentador 64 separador, la misma no se calienta mediante el fluido de calentamiento los primeros 10 pies (el primer segmento) , luego se calientan 80 pies (segmento nos. 2-5), entonces no se calientan otros 10 pies (por ejemplo, en un doblez o codo en el segmento número 6), etc., hasta que la corriente de vapor y fibra salga del calentador 64 separador después del segmento número 26.

Aunque la cantidad de calor en cada segmento puede ser igual o diferente en el Ejemplo 1, el diámetro interno di de cada segmento del calentador 64 separador de los Ejemplos 1-3 puede ser sustancialmente igual. En las Tabla sl-3, los datos sugieren que una caída de presión en los segmentos pueden corresponder a un incremento en el vapor y una disminución en los líquidos de la corriente de carga. En sí, las presiones calculadas en la Tabla 1 disminuyen de manera sustancialmente continua en toda la longitud del calentador separador. En los Ejemplos 1-3, la presión en cada segmento es representada por los datos de presión de salida, que son los datos de presión en el final de cada segmento, y los datos de caída de presión, que son representativos de la diferencia de presión entre el comienzo de cada segmento y el final de ese respectivo segmento. La presión de salida y caída de presión son representadas en libras absolutas por pulgada cuadrada (psia) y libras por pulgada cuadrada (psi), respectivamente. Los datos de presión de salida pueden ser útiles para determinar cómo cambia la presión de la corriente de descarga con el paso del tiempo, y los datos de la calda de presión pueden ser útiles para determinar el trabajo hecho (a través del cambio en la presión) en cada segmento conforme fluye la corriente de descarga .

Por ejemplo, en el Ejemplo 1 la presión de salida del segmento número 1 es de 183.6 psia. En una configuración que utiliza un reactor de circulación de polietileno, la presión inmediatamente corriente arriba del calentador 64 con líneas de separación, tal como la presión en una toma continua, puede ser de aproximadamente 600 psia. Por lo tanto, puede considerarse que cuando la corriente 22 de descarga deja el reactor 50 (Fig. 2) y entra al calentador 64 separador del Ejemplo 1, la misma experimenta un cambio en la presión de aproximadamente 600 psia hasta aproximadamente 183.6 psia en la salida del segmento número 1. En si, puede haber una volatilización casi inmediata de una cantidad significativa de la primera porción del liquido dentro de la corriente de descarga, la cual es representada como la fracción de peso de salida del vapor de cada segmento, como se aborda más adelante. Además, cuan la corriente de descarga fluye a través del primer segmento, su presión cambia aproximadamente a 1.7 psi desde el comienzo del primero segmento hasta el final del primer segmento. Se deberá observar que la magnitud de la caída de presión y disminución en la presión de salida puede depender de una serie de factores, que incluyen el diámetro de la línea de separación y la cantidad de suspensión (diluyente y polímero) pasa a través de la línea de separación.

Como se indica anteriormente, además de la caída de presión experimentada por la corriente 22 de descarga, la energía (es decir, calentamiento) provista a la corriente de descarga puede facilitar la volatilización de sus componentes líquidos. En la modalidad prototipo del Ejemplo 1, el segmento número 1 no se configura para calentar la corriente de descarga. En tal modalidad, hay poco a nada de calor transferido directamente desde un medio de calentamiento dentro del conducto 100 externo a la corriente 22 de descarga dentro del conducto 102 interno. Como tal, el coeficiente de transferencia de calor calculado, U0, para el primer segmento (segmento número 1) es 0. Sin embargo, cuando la corriente de descarga avanza a través de los segmentos que se configuran para proveer calor, el valor de U0 es un número distinto a cero, el cual en la modalidad del Ejemplo 1 varia de aproximadamente 80 BTU/hr-pie2-°F hasta aproximadamente 92 BTU/hr-pie2 -°F. Adicionalmente, como se indica anteriormente, cada quinto segmento se apaga. Por lo tanto, el valor U0 calculado en cada quinto segmento (es decir, los segmentos número 1, 6, 11, 16, 21, y 26) es 0.

La cantidad total de liquido que se ha vaporizado después de salir cada segmento es representado en las Tablas 1-3 como la fracción de peso del vapor con respecto a la cantidad total de hidrocarburos (tal como un diluyente, monómero y monómero, y no incluye la fibra de polímero) , que puede ser resultado de la presión de salida de cada segmento, la caída de presión experimentó en cada segmento, y la cantidad de calor transferido a la corriente de descarga (que se mide con UQ) descrita anteriormente. Se deberá observar que el cálculo de fracción de peso en las Tablas 1-3 representa todo el diluyente en la primera y segunda etapa de vaporización. Es decir, la vaporización del líquido que queda atrapado dentro de la fibra polimérica se representa en los datos de fracción de peso. En la Tabla 1, la anotación correspondiente a la fracción del peso de salida de vapor para el primer segmento indica que, después de salir del primer segmento, la proporción del hidrocarburo vaporizado respecto al hidrocarburo líquido es de aproximadamente 0.7334, o, es de aproximadamente 73.34% de los hidrocarburos que se descargan del reactor junto con la fibra polimérica. Se puede apreciar de la Tabla 1 que cuando la corriente de descarga fluye a través del calentador con lineas de separación, la fracción de peso del vapor se incrementa continuamente hasta que sustancialmente la totalidad de los hidrocarburos se han volatilizado después de salir del segmento número 13.

Sin embargo, debido al corto tiempo en contacto con la superficie de calentamiento (como se representa en la Tabla 1) y puesto que la fase de vapor es la fase primaria que inicialmente recibe calor, el polímero sólido y cualquier líquido absorbido y/o atrapado en la fibra tendrá una temperatura por debajo de la de la fase de vapor. Por lo tanto, una gran cantidad de líquido puede quedar con la fibra una vez que la corriente deja el calentador 64 con líneas de separación y entra al tanque 68 separador. En el tanque 68 separador, la mayor parte del vapor se separa de la fibra, y el líquido atrapado en la fibra que tiene una temperatura más baja que la del vapor puede causar que la fibra atrape más líquido del previsto por los cálculos en la Tabla 1 debido a la condensación. Por consiguiente, puede necesitarse remover una cantidad mayor en la columna 74 de purga utilizando niveles mayores del gas de desorción mencionado anteriormente. Esta cantidad incrementada de gas de desorción utilizado en la corriente 86 puede re-comprimirse entonces y procesarse en la corriente 92. Con respecto al ejemplo establecido en la Tabla 1, tales actos pueden representar un mayor costo del producto.

Se deberá observar que la transición de los hidrocarburos de fase liquida a vapor puede requerir energía, y que esta energía puede extraerse del ambiente de hidrocarburos circundante. Es decir, cuando los hidrocarburos de volatilizan, los mismos remueven la energía de sus alrededores, teniendo como consecuencia una disminución en la temperatura de la corriente de descarga. De acuerdo con tal proceso, los datos calculados de la temperatura de salida presentados en la Tabla 1 indican que la corriente de descarga tiene una temperatura de aproximadamente 156.4°F después de salir del primer segmento. La temperatura de salida disminuye incesantemente junto con el incremento en la fracción de peso del vapor, hasta que la fracción del peso del vapor alcanza 1. Es decir, la temperatura de la corriente de descarga disminuye incesantemente hasta que ha ocurrido la volatilización de sustancialmente todos los hidrocarburos no atrapados dentro de la fibra. Después de esto, la temperatura de la corriente de descarga (y/o la corriente '. del vapor y fibra) comienza a incrementarse, lo cual facilita la vaporización de los hidrocarburos atrapados dentro de la fibra.

Cuando la cantidad de vapor dentro del calentador 64 con líneas de separación, la velocidad promedio de la corriente 22 de descarga a través de cada segmentos 104 puede incrementar sustancialmente de manera continua. Por ejemplo, la expansión del liquido a vapor cuando el liquido se volatiliza puede ayudar a inducir la corriente 22 de descarga a través del calentador 64 con lineas de separación. En el Ejemplo 1, cuando la corriente de descarga entra al comienzo del calentador 64 con lineas de separación, su velocidad promedio es de aproximadamente 44 pies/seg. Cuando el liquido dentro de la corriente 22 de descarga se vaporiza, la velocidad del corriente 22 de descarga se incrementa hasta que el mismo sale del calentador 64 con lineas de separación en el segmento número 26, punto en el cual la corriente de descarga tiene una velocidad promedio de aproximadamente 7.24 pies/seg. Como se indica anteriormente, tales velocidades pueden facilitar la transferencia de calor entre el fluido caliente y la corriente .

La cantidad del medio caliente provista a los segmento de calentamiento (por ejemplo, los segmentos número 2-5 en el Ejemplo 1) puede determinarse, al menos en parte, por la temperatura deseada de la fibra, la temperatura deseada de la corriente 22 de descarga, y la composición de la corriente 22 de descarga, etc. Por ejemplo, para lograr una temperatura objetivo sustancialmente continua o rango de temperatura en cada segmentos 104 (tal como durante la operación continua de un reactor de circulación) , puede ser deseable' rellenar el medio caliente dentro de los segmentos de calentamiento para compensar el calor (energía) perdido por transferencia a la corriente 22 de descarga. En las modalidades donde el medio caliente se provee a una temperatura sustancialmente constante a los segmentos de calentamiento (es decir, el medio caliente sustancialmente siempre es la misma temperatura cuando el mismo entra en cada segmento) , la velocidad de reabastecimiento también puede ser sustancialmente continua en cada segmento. Por lo tanto, la energía utiliza (y trabajo hecho) en cada segmento de calentamiento puede representarse como el trabajo o servicio del medio caliente. De acuerdo con esto, la Tabla 1 también provee los trabajos de medio calientes en cada segmento de calentamiento, con los trabajos en cada segmento de no calentamiento (cada quinto segmento) que es de 0. Cuando la cantidad de vapor se incrementa, se requiere menos medio caliente (energía) para alcanzar una temperatura objetivo o rango de temperatura en porciones corriente abajo o descendentes del calentador 64 con líneas de separación. Tal disminución en la energía requerida es representada por una disminución sustancialmente continua en el trabajo del medio de calentamiento del segmento número 2 al segmento número 25. Por lo tanto se deberá observar que la rápida volatilización del líquido de la corriente 22 de descarga producida por el calentador 64 con líneas de separación en comparación con las configuraciones tradicionales puede dar como resultado un trabajo total más bajo adecuado para la volatilización de los líquidos de hidrocarburo en comparación con los mismos.

Como se indica anteriormente, la velocidad promedio de la corriente 22 de descarga o corriente de vapor y fibra 66 cuando el mismo fluye a través del calentador 64 con líneas de separación se incrementa gradualmente. En sí, el tiempo consumido dentro de cada segmento de líneas de separación también puede disminuirse. En el Ejemplo 1, el tiempo a partir del momento en que una porción dada de la corriente de descarga entra al primer segmento hasta el momento en que la porción sale del primer segmento es de aproximadamente 0.23 segundos. Cuando los segmentos calentados que siguen el primer segmento son aproximadamente dos veces la longitud del primer segmento, la corriente de descarga consume aproximadamente dos veces la cantidad de tiempo dentro de cada segmento calentado, lo cual en los primeros cuatro segmentos calentados del Ejemplo · 1 varía entre aproximadamente 0.38 segundos y aproximadamente 0.43 segundos. Cuando la velocidad de la corriente de descarga se incrementa, el tiempo consumido dentro de cada segmento concomitantemente disminuye. En sí, las presentes modalidades proveen un calentador con líneas de separación que es capaz de producir fibra que está sustancialmente libre de líquidos de hidrocarburos atrapados en un tiempo de transito más corto en comparación con calentador con líneas de separación que tienen diámetros menores que aproximadamente 4 pulgadas. En la modalidad representada por la Tabla 1, el tiempo de tránsito calculado total de la suspensión a través de los líneas de separación es de aproximadamente 7.62 segundos, con la primera porción del líquido que está de manera sustancial totalmente vaporizado aproximadamente 3.7 segundos antes de salir del línea de separación.

Mientras la Tabla 1 provee cálculos de una modalidad prototipo donde un calentador con líneas de separación tiene un diámetro grande y una longitud convencional, la Tabla 2 provee cálculos donde un calentador con líneas de separación tiene un diámetro grande y una longitud alargada (por ejemplo, mayor que 400 pies) , que en la Tabla 2 es de aproximadamente 720 pies. Se deberá observar que las tendencias de los datos calculados provistos en la Tabla 2 generalmente siguen las tendencias de los datos calculados provistos en la Tabla 1. Sin embargo, debido a la longitud más grande del línea de separación del Ejemplo 2, el tiempo de tránsito se incrementa del Ejemplo 1 al Ejemplo 2 de aproximadamente 7.62 segundos hasta aproximadamente 13.37 segundos. Además, cuando la corriente de descarga se calienta sustancialmente de manera continua (cada quinto segmento se apaga) , la temperatura resultante de la corriente de vapor y fibra es mayor, con la temperatura que es de aproximadamente 194.2° F a la salida del segmento número 45 en el Ejemplo 2, y la temperatura que es de aproximadamente 175.8°F a la salida del segmento número 26 en el Ejemplo 1.

TABLA 2 REPORTE DE RESULTADOS DEL SEOMENTO DE LÍNEAS, Calentador con Linea» de separación de 720' x 6", Ejemplo 2 Uo FRACCIÓN PRESION DE CAÍDA DE TOTAL EN PESO DE TEMF. DE VELOCIDAD SEO. LONGITUD SALIDA PRESIÓN (BTU7h-pie2- SALIDA DE SALIDA PROMEDIO SERVICIO Tiempo en NO. (pies) (PSIA) (PSD °F) VAPOR m (pie/seg) (l OOO BTLVh) FLH (seg) 1 10 1963 1.7 0 0.6917 161.1 39.3 0 0.25 2 20 193.7 2.6 90.7 0.7218 160.5 41.2 93.8 0.49 3 20 191.1 2.6 90.6 0.752 159.9 43.1 95.3 0.46 4 20 188.5 261 90.5 0.7827 159.2 45.1 96.4 0.44 5 20 186.7 1.78 90.4 0.811 158.8 46.9 97.2 0.43 6 10 186.1 0.61 0 0.8131 158.5 47 2 0 0.21 7 20 185.1 0.94 90.2 0.8388 158.4 48.6 79.9 0.41 8 20 184.2 093 90.2 0.8645 158.3 50.1 98 1 0.4 9 20 183.3 0.93 90.1 0.8905 158.2 51.6 98.5 0.39 10 20 182.3 092 90 0,9164 158 1 53.1 98 6 0.38 1 1 10 181 8 59 0 0.9183 157.8 53.4 0 0.1 12 20 180.8 0.91 89 9 0.9444 157 7 54 9 99 2 0.36 13 20 180 09 898 0.9688 157.5 56.4 99 1 0.35 14 20 1 9.1 089 898 1 157.6 58 1 99 0.34 15 20 178.3 0 76 89.6 1 160.1 59.1 93.5 0.34 16 10 177.8 051 0 1 160 59.3 0 0.17 17 20 177 0.77 89.9 1 162.4 60.1 89.5 0.33 18 20 176.3 0.77 90.1 1 164.6 60 9 85 5 0.33 19 20 175.5 077 90.3 1 1667 61.6 81 7 0.32 20 20 1747 0 78 90.5 1 168 8 62.4 78 1 0.32 21 10 174.2 0,52 0 1 168.7 62.6 0 0.16 22 20 1734 078 90.7 1 170.6 63.3 74 7 032 23 20 1726 078 90.9 1 172 5 64.1 71 4 0.31 24 20 171.8 078 91.1 1 174 2 64.8 68 2 031 25 20 171 ,1 0,79 91.3 i 175.9 65.5 65 2 0.31 26 10 170.5 0,53 0 1 175 9 65 7 0 0.1 27 20 169.7 0,79 91.5 1 177.5 66.4 62.3 0.3 28 20 168 9 0.79 91.7 1 179 67.1 59.6 0.3 29 20 168.1 0.8 91.8 1 180.4 67.7 569 0.3 30 20 167 3 0.8 92 1 181.8 68.4 54 3 0.29 31 10 166.8 0.54 0 1 181 .8 68.6 0 0.15 32 20 166 0.8 92.1 1 183.1 69 3 51 .9 0.29 33 20 1 5.2 0.8 92.3 1 184.4 69.9 49.6 0.29 34 20 164.4 0.81 92.4 1 185 6 70.6 47 4 0.28 35 20 163.6 0.81 92.5 1 186.7 71.2 45.2 0.28 36 10 163 0.54 0 1 186.7 71. 0 0.14 37 20 162.2 0.81 92.7 1 187.8 72.1 43.2 0.28 38 20 161.4 0.81 92.8 1 1888 72.8 41.2 0.27 39 20 160.6 0.82 92.9 1 189.9 73.4 39.4 0.27 40 20 159.8 0.82 93 1 190.8 74 37,6 0.27 41 10 159 2 0 55 0 1 190.8 74.3 0 0.13 42 20 158.4 0.82 93.1 1 191.7 74.9 35.9 0.27 43 20 157.5 0.82 93.2 1 192.6 75.6 34.3 0.26 44 20 156.8 0.83 93.3 1 193.4 76.2 32.7 0,26 45 20 155.5 129 93.4 1 1942 77.1 31.3 0.26 Servicio Total Tiempo (itunBTU/h) Total (seg) Tiempo Total desde la Vaporización Total Hasta el Final del FUI - 8.26 2503 7 13 37 Como se indica anteriormente, en algunas situaciones, la 7 temperatura resultante del calentamiento la corriente de vapor y fibra de manera sustancialmente continua a través de la longitud del calentador con lineas de separación puede dar como resultado una temperatura en la cual la fibra puede fundirse parcial o complemente, lo cual crea problemas para procesar la fibra después de salir del linea de separación. Es decir, la temperatura resultante del calentamiento sustancialmente continuo puede ser demasiado alta para algunos polímeros. Por lo tanto, en algunas modalidades, puede ser deseable calentar la corriente de descarga o corriente de vapor y fibra a través de solamente una porción del calentador con líneas de separación. Tal configuración es representada por los cálculos provistos en la Tabla 3, que muestra datos calculados que modelan el proceso de calentamiento de la corriente de descarga a través de los primeros 25 segmentos (con cada quinto segmento apagado) de un calentador con líneas de separación que tiene una longitud de aproximadamente 700 pies y un diámetro de aproximadamente 6 pulgadas.

TABLA 3 REPORTE DE RESULTADOS DEL SEGMENTO DE LtNEAS, Calentador con Linea de separación de 700' x 6", Ejemplo 3 ¾ FRACCIÓN PRESIÓN DE CAÍDA DE TOTAL EN PESO DE TE P. DE VELOCIDAD SEG. LONGITUD SALIDA PRESIÓN (BTU/h-pie2- SALIDA DE SALIDA PROMEDIO SERVICIO Tiempo en NO. (pies) (PSIA) (PSI) °F) VAPOR CP) (pie/seg) (l OOO BTU/h) FLH (seg) 1 10 196.3 1.7 0 0.691 161.1 39.3 0 0.25 2 20 193.7 2.6 90.7 0.7218 160.5 41.2 93.8 0.49 3 20 191.1 2.6 90.6 0.752 159.9 43.1 95.3 0.46 4 20 188.5 2.61 90.5 0.7827 159.2 45.1 96.4 0.44 5 20 186.7 1 .78 90.4 0.811 158.8 46 9 97.2 0.43 G 10 186.1 0.61 0 0 8131 158.5 47.2 0 0.21 7 20 185.1 0.94 90.2 0.8388 158.4 48.6 79,9 0.41 8 20 184.2 0.93 90.2 0.8645 158.3 50.1 98.1 0.4 9 20 183.3 0.93 90.1 0.8905 158.2 51.6 98 5 0.39 10 20 182.3 0.92 90 0 9164 158.1 53.1 98.6 0.38 11 10 181.8 0.59 0 ? 9183 157.8 53. 0 0.19 12 20 180.8 0.91 89.9 0.9444 157.7 54.9 99.2 0.36 13 20 180 0.9 89.8 0.9688 157.5 56.4 99.1 0.35 14 20 179.1 0.89 89.8 1 157.6 58.1 99 0.34 15 20 178.3 0.76 89.6 1 160.1 59,1 93,5 0.34 16 10 177.8 0.51 0 1 160 59.3 0 0.17 17 20 177 0.77 89.9 1 162.4 60.1 89. 0.33 18 20 176.3 0.77 90.1 1 164.6 60.9 85.5 0.33 19 20 175.5 0.77 90.3 1 166.7 61.6 81.7 0.32 20 20 174.7 0.78 90.5 1 168.8 62.4 78.1 0.32 21 10 174.2 0.52 0 1 1 8.7 62.6 0 0.16 22 20 173.4 0.78 90.7 1 170.6 63 3 74.7 0.32 23 20 1 2.6 0.78 90.9 1 1 72.5 64.1 71.4 0.31 24 20 171 .8 0.78 91.1 1 174.2 64.8 68.2 0.31 25 20 1 71.1 0.79 91.3 1 175.9 65.5 65.2 0.31 26 10 170.5 0.53 0 175.9 65.7 0 0.15 27 20 169.7 0.78 0 1 177.8 66.1 0 0.3 28 20 169 0.78 0 I 175.8 66.4 0 0.3 29 20 168,2 0.78 0 1 175.7 66.8 0 0.3 30 20 167.4 0.79 0 1 175.6 67.2 0 0.3 31 10 166.9 0.53 0 1 1 75.6 67.4 0 0.15 32 20 166.1 0.79 0 1 175.5 67.8 0 0.29 33 20 165.3 0.79 0 1 175.5 68.2 0 0.29 34 20 164.5 0.79 0 1 1 75.4 68 6 0 0.29 35 20 163.7 0.79 0 1 1 5.4 68.9 0 0.29 36 10 163.2 0.54 0 1 175.3 69.2 0 0 14 37 20 162.4 0.8 0 1 175.3 69.6 0 0.29 38 20 161.6 0.8 0 1 175.2 70 0 0.29 39 20 160.8 0.8 0 1 1 75.2 70.4 0 0.28 40 20 160 0 8 0 1 175.1 70.8 0 0.28 41 10 159.4 0.54 0 1 175.1 71.1 0 0.14 42 20 1 8.6 0.8 0 1 175 71 .5 0 0.28 43 20 157.8 0.81 0 1 174.9 72 0 0.28 44 20 157 0.81 0 1 174.9 72 0 0.28 Servicio Total Tiempo Total (mmBTU/h) (seg) Tiempo Total desde la Vaporización Total Hasta el Final del FLH = 8.49 1 780.9 13 26 En la modalidad representada por el Ejemplo 3, la tendencia de incrementar la velocidad promedio y temperatura de salida generalmente sigue las tendencias definidas en los Ejemplos 1 y 2. Además, incluso a través de la corriente de descarga (o corriente de vapor y fibra) no se calienta después del 25o segmento, la velocidad promedio se continúa incrementando, lo cual puede deberse, al menos en parte, hasta la segunda porción del liquido de hidrocarburos (el liquido atrapado dentro de la fibra) que se volatiliza lejos de la fibra. Otros factores contribuyentes pueden incluir la diferencial de presión desde el comienzo hasta al final del linea de separación, la diferencial de temperatura a través del linea de separación, etc. Sin embargo, al dejar de calentar la corriente de descarga o corriente de vapor y fibra después del 20o segmento, la velocidad de la corriente no se incrementa a la misma longitud que la corriente en la modalidad representada por el Ejemplo 2. Por lo tanto, incluso aunque la modalidad del Ejemplo 3 es aproximadamente 20 pies más corta, se consume más tiempo dentro de la linea de separación del Ejemplo 3 en comparación con el Ejemplo 2.

En el Ejemplo 3, la corriente se calienta hasta que se alcanza una temperatura de salida de 175.9°F, la cual puede estar por debajo de la temperatura a la cual se puede comenzar a derretir la fibra. Mientras que el calentador con lineas de separación de la presente modalidad deja de calentarse a 175.9 °F, se debe observar que una variedad de temperaturas puede ser adecuada, tal como la temperatura de transición vitrea (Tg) de una fibra de polímero dado, el punto de ebullición de un diluyente dado, el punto de ebullición del componente de polimerización liquida más pesado, etc. No obstante, en la modalidad del Ejemplo 3, la corriente mantiene una temperatura dentro de aproximadamente 1°F de la temperatura máxima, la cual puede ser ventajosa para la remoción de la segunda porción del liquido de la fibra. Además, como se indica anteriormente, la corriente de vapor y fibra es capaz de consumir un periodo de tiempo más prolongado bajo condiciones de volatilización de hidrocarburo que sale del linea de separación en comparación con las configuraciones de los lineas de separación convencionales.

TABLA 4 Diámetro del Tiempo desde la Tiempo de Temp Max línea de vaporización hasta tránsito total en después de la Ejemplo Longitud del línea separación el final del FLH FLH volatilización No. de separación (pulgadas) (seg) (seg) (°F) 1 400 6 3.7 7.62 175.9 2 720 6 8.26 13.37 194.2 3 700 6 8.49 13.26 175.9 La Tabla 4 provee una comparación entre las tres modalidades representadas por los Ejemplos 1-3. Esto puede apreciarse con respecto al Ejemplo que al incrementar el diámetro de un calentador con lineas de separación que tiene una longitud convencional, puede proveerse más tiempo desde la vaporización completa de la primera porción de liquido hasta el momento en el que la corriente sale de la linea de separación. El Ejemplo 2 representa una cantidad incrementada de tiempo desde la volatilización completa en la salida de la linea de separación cuando se compara con el Ejemplo 1 debido a la longitud más grande de las lineas de separación representativas. Sin embargo, la temperatura máxima de la fibra en el Ejemplo 2 alcanza 194.2°F, que puede estar por arriba de la temperatura en la cual la fibra dentro de la corriente puede comenzar a derretirse. En si, el Ejemplo 3 provee la corriente de descarga a calentarse solamente a través de una porción del calentador con lineas de separación, de tal modo que la temperatura máxima alcanzada por la fibra pueda ser aproximadamente igual para los lineas de separación más largas (aproximadamente arriba de 400 pies) en comparación con los lineas de separación convencionales (más cortas que aproximadamente 400 pies). Por lo tanto, se deberá observar que solamente calentando la corriente a través de los primeros 25 segmentos en el Ejemplo 3, la fibra alcanza sustancialmente la misma temperatura máxima que la temperatura máxima alcanzada en el Ejemplo 1, lo cual es de aproximadamente 240 pies más corta.

Además de las modalidades descritas anteriormente con respecto a la estructura de un calentador con líneas de separación, las presentes modalidades también proveen un método 120 de volatilización de líquidos dentro de un calentador con líneas de separación, tal como el calentador 64 con líneas de separación de las Figs. 2 y 3. En una primera etapa, una porción de suspensión se extrae de un reactor de polimerización y en el calentador de líneas de separación, como se representa por el bloque 122. La extracción puede ser sustancialmente continua, o puede realizarse periódicamente, tal como cuando el reactor de polimerización alcanza una presión definida. No obstante, el calentador con líneas de separación recibe una corriente de descarga de suspensión. Cuando la corriente fluye a través del calentador con líneas de separación, la misma se calienta y experimenta una reducción en la presión. La reducción en la presión puede deberse, al menos en parte, a la presión reducida dentro del calentador con líneas de separación en comparación con la presión dentro del reactor de polimerización.

Conforme la corriente se calienta y reduce en presión, una primera porción de líquido (el líquido no atrapado dentro de la fibra de polímero) , se volatiliza como se representa por el bloque 124. Es decir, la porción principal de los componentes líquidos de la reacción de polimerización dentro de la suspensión se volatiliza, incluyendo el diluyente, monómero, comonómero, co-catalizadores, aditivos, etc. Esta porción principal no queda atrapada dentro de la fibra, aunque sire para suspender la fibra de polímero y catalizador sobre un soporte sólido cuando el mismo circula dentro del reactor de polimerización. Se deberá indicar, sin embargo, que una porción pequeña del líquido atrapado dentro de la fibra también puede volatilizarse.

Como se indica anteriormente, después de que la primera porción del líquido se volatiliza, el líquido que queda atrapado dentro de la fibra de polímero comienza a volatilizarse inicialmente, lo cual enfría la fibra de polímero circundante y, por lo tanto, cualquier líquido restante que puede aún puede quedar atrapado dentro de la fibra. La primera porción del líquido puede volatilizarse en un momento dado previo a la salida de las líneas de separación, por ejemplo, antes de entrar una cámara de separación (por ejemplo, cámara 68 de separación de la Fig. 2) . Como se indica anteriormente, las presentes modalidades pueden prolongar el tiempo entre el momento en que la primera porción de líquido se volatiliza y el momento en el que la corriente de vapor y fibra salen de las líneas de separación. Como un ejemplo, la primera porción del líquido puede volatilizarse en al menos 2 segundos, 2.5 segundos, 3 segundos, 3.5 segundos, 4 segundos, 4.5 segundos, 5 segundos o más antes de salir del línea de separación y entrar a la cámara de separación. Dentro de este tiempo, la corriente que tiene la primera porción volatilizada de líquidos de hidrocarburos, una porción de la segunda porción volatilizada de líquidos de hidrocarburos, y la fibra de polímero (y por lo tanto el líquido que queda todavía atrapado dentro de la fibra) continua calentándose. Durante este tiempo extra dentro del linea de separación y dependiendo del número de factores que incluyen la temperatura del fluido caliente, el diámetro del linea de separación, la identidad química de los componentes de polimerización, etc., la temperatura de la primera porción volatilizada de líquidos de hidrocarburos, la porción de la segunda porción volatilizada de líquidos de hidrocarburos, la fibra de polímero, y el líquido que todavía queda atrapado dentro de la fibra todo alcanza un equilibrio de temperatura, o un punto en el cual sus temperaturas diferente por no más de aproximadamente 20%, 10%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, o 0.01%, lo cual es representado por el bloque 126. En tal momento, la segunda porción de líquido (el líquido que está o estuvo atrapado dentro de la fibra) puede volatilizarse sustancialmente . Después de que el equilibrio de temperatura, la corriente de vapor y fibra pueden salir entonces al calentador con líneas de separación para un procesamiento posterior, tal como una cámara de separación donde las porciones vaporizados de la corriente se remueven de la fibra, como se describe anteriormente, con respecto a las Figs . 1 y 2.

Las presentes modalidades proveen un sistema y método de separación dentro del proceso de producción del polímero. Específicamente, un calentador con líneas de separación configurado de acuerdo a las presentes modalidades pueden proveer más tiempo del que se requiere para la vaporización completa de los hidrocarburos líquidos que no están atrapados dentro de una fibra de polímero producido dentro de un reactor de polimerización. Tal tiempo extra puede permitir que los hidrocarburos queden atrapados dentro de la fibra de polímero a vaporizarse.

DESCRIPCIÓN ADICIONAL Las presentes modalidades proveen un sistema y método para la separación dentro de un proceso de producción de polímero. Las siguientes estipulaciones se ofrecen como una descripción adicional de la presente descripción: Modalidad 1. Un calentador con líneas de separación configurado para recibir una corriente descargada de un reactor de polimerización y suministrar la corriente descargada a un recipiente de separación, la corriente descargada comprende una parte líquida y una parte sólida después de su entrada en el calentador con líneas de separación, en donde el calentador con líneas de separación se configura para vaporizar una porción de la parte líquida para generar una parte de vapor, de tal modo que la parte de vapor, la parte líquida, y la parte sólida tengan las respetivas temperaturas que difieren por menos de aproximadamente 5°F en una salida del calentador con líneas de separación.

Modalidad 2. El calentador con líneas de separación de acuerdo a la modalidad 1, en donde la parte líquida comprende una primera porción y una segunda porción, en donde la primera porción no está atrapada en la parte sólida y la segunda porción está atrapada en la parte sólida, y en donde el calentador con lineas de separación se configura para vaporizar sustancialmente toda la primera porción al menos aproximadamente 2.5 segundos antes de llegar al recipiente de separación .

Modalidad 3. El calentador con lineas de separación de acuerdo a cualquiera de las modalidades 1 o 2, en donde el calentador con lineas de separación se configura para suministrar la corriente de lechada descargada al recipiente de separación para vaporizar sustancialmente todo el liquido que no se vaporiza en el calentador con lineas de separación.

Modalidad 4. El calentador con lineas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el calentador con lineas de separación comprende una pluralidad de secciones separadas de calor variable configuradas para ajustar una temperatura de la corriente descargada.

Modalidad 5. El calentador con lineas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el calentador con lineas de separación se configura para proveer cantidades variables de calor a la corriente de descarga a lo largo de su longitud.

Modalidad 6. El calentador con lineas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el calentador con lineas de separación comprende una primera pluralidad de secciones de calor variable y una segunda pluralidad de secciones de calor variable, la primera pluralidad de secciones de calor variable que se configuran para elevar la temperatura de la corriente de lechada descargada, y la segunda pluralidad de secciones de calor variable configuradas para mantener o bajar la temperatura de la corriente descargada para prevenir el derretimiento de la parte sólida. Modalidad 7. El calentador con lineas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el calentador de lineas de separación se configura para suministrar la parte de vapor, la parte líquida, y la parte sólida al recipiente de separación en equilibrio térmico.

Modalidad 8. El calentador con líneas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el tiempo de tránsito total de la corriente de descarga a través del calentador con líneas de separación es de al menos aproximadamente 8 segundos.

Modalidad 9. El calentador con líneas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el calentador de líneas de separación tiene una longitud de aproximadamente al menos 720 pies.

Modalidad 10. El calentador con líneas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde el calentador de líneas de separación comprende un diámetro interno de al menos aproximadamente 4 pulgadas.

Modalidad 11. El calentador con lineas de separación de acuerdo a cualquier modalidad precedente, en donde la parte sólida comprende una fibra de poliolefina, y una temperatura de salida medida en un extremo descendente del calentador con lineas de separación es menor que o igual a la temperatura de fusión de la fibra de poliolefina.

Modalidad 12. Un método de separación dentro de un proceso de producción de polímero, que comprende las acciones de: recibir una corriente descargada en un calentador con líneas de separación, la corriente descargada que comprende una parte líquida y una parte sólida después de entrar en el calentador con líneas de separación; calentar la corriente descargada en el calentador con líneas de separación cuando la corriente descargada pasa a lo largo de una longitud del calentador con líneas de separación de modo tal que al menos una porción de la parte líquida se vaporice para generar una parte de vapor, en donde un tiempo de tránsito de la corriente descargada a través de la calentador con líneas de separación es al menos aproximadamente 8 segundos; y equilibrar la temperatura entre la parte sólida y la parte de vapor durante al menos aproximadamente 8 segundos dentro del calentador con líneas de separación .

Modalidad 13. El método de acuerdo a la modalidad 12, en donde el equilibrio de la temperatura comprende calentar y reducir la presión de la corriente descargada de modo tal que exista una diferencia de temperatura de menos de aproximadamente 1°F entre la parte sólida y la parte de vapor, y la parte sólida y la parte líquida tienen sus respectivas temperaturas dentro de aproximadamente 5°F de una temperatura de volatilización del líquido .

Modalidad 14. El método de acuerdo a cualquiera da las modalidades 12 o 13, en donde el calentamiento de la corriente descargada en el calentador con líneas de separación comprende calentar la corriente descargada en una primera sección del calentador con líneas de separación y reducir o mantener la temperatura de la corriente descargada en una segunda sección del calentador con líneas de separación.

Modalidad 15. El método de acuerdo a cualquiera de las modalidades 12-14, en donde la parte líquida comprende una primera porción y una segunda porción, en donde la primera porción no está atrapada en la parte sólida y la segunda porción está atrapada en la parte sólida, y en donde el calentamiento de la corriente descargada dentro del calentador con líneas de separación comprende vaporizar sustancialmente toda la primera porción al menos aproximadamente 2.5 segundos antes de llegar a una salida del calentador con líneas de separación .

Modalidad 16. El método de acuerdo a cualquiera de las modalidades 12-15, que comprende recibir la corriente descargada en un recipiente de separación desde el calentador con líneas de separación, vaporizar una porción adicional de la parte líquida en el recipiente de separación, descargar al menos una porción de la parte sólida del recipiente de separación en un conducto, y proveer calor adicional a la porción de la parte sólida dentro del conducto.

Modalidad 17. El método de acuerdo a cualquiera de las modalidades 12-16, que comprende descargar al menos una porción de la parte sólida del recipiente de separación en el conducto a través de una característica de toma continua (CTO) situada en el recipiente de separación.

Modalidad 18. El método de acuerdo a cualquiera de las modalidades 12-17, que comprende calentar la parte sólida dentro de aproximadamente 50 °F de la temperatura utilizada para la extrusión en una extrusora situada en cauce descendente del conducto.

Modalidad 19. El método de acuerdo a cualquiera de las modalidades 12-18, que comprende calentar la parte de vapor por arriba de la temperatura de fusión de la parte sólida dentro del recipiente de separación.

Aunque la presente descripción puede ser susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, las modalidades específicas han sido mostradas a manera de ejemplo en los dibujos y tablas y se han descrito a detalle en la presente. Sin embargo, se deberá entender que no se pretende que las modalidades se limiten a las formas particulares descritas. Más bien, la descripción es para cubrir todas las modificaciones, equivalentes, y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la descripción que se define por las siguientes reivindicaciones anexadas. Además, aunque se abordan modalidades individuales en la presente, se pretende que la descripción cubra todas las combinaciones de estas modalidades .

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente invención como antecede, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES

1. - Un calentador con lineas de separación configurado para recibir una corriente descargada de un reactor de polimerización y suministrar la corriente descargada a un recipiente de separación, la corriente descargada, que comprende una parte liquida y una parte sólida después de su entrada en el calentador con lineas de separación, caracterizado el calentador con lineas de separación porque se configura para vaporizar una porción de la parte liquida para generar una parte de vapor, de modo tal que la parte de vapor, la parte liquida, y la parte sólida tengan las respetivas temperaturas que difieren por menos de aproximadamente 5°F en una salida del calentador con lineas de separación.

2. - El calentador con lineas de separación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la parte liquida comprende una primera porción y una segunda porción, en donde la primera porción no está atrapada en la parte sólida y la segunda porción está atrapada en la parte sólida, y en donde el calentador con lineas de separación se configura para vaporizar sustancialmente toda la primera porción al menos aproximadamente 2.5 segundos antes de llegar al recipiente de separación.

3. - El calentador con líneas de separación de conformidad con cualquiera de las modalidades 1 o 2, caracterizado porque el calentador con líneas de separación se configura para suministrar la corriente de lechada descargada al recipiente de separación para vaporizar sustancialmente todo el líquido que no se vaporiza en el calentador con líneas de separación.

4. - El calentador con líneas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el calentador con líneas de separación comprende una pluralidad de secciones separadas de calor variable configuradas para ajustar una temperatura de la corriente descargada.

5. - El calentador con líneas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el calentador con líneas de separación se configura para proveer cantidades variables de calor a la corriente de descarga a lo largo de su longitud.

6. - El calentador con líneas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el calentador con líneas de separación comprende una primera pluralidad de secciones de calor variable y una segunda pluralidad de secciones de calor variable, la primera pluralidad de secciones de calor variable que se configuran para elevar la temperatura de la corriente de lechada descargada, y la segunda pluralidad de secciones de calor variable configuradas para mantener o bajar la temperatura de la corriente descargada para prevenir el derretimiento de la parte sólida.

7. - El calentador con lineas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el calentador con lineas de separación se configura para suministrar la parte de vapor, la parte liquida, y la parte sólida al recipiente de separación en equilibrio térmico.

8. - El calentador con lineas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el tiempo de tránsito total de la corriente de descarga a través del calentador con lineas de separación es de al menos aproximadamente 8 segundos.

9. - El calentador con lineas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el calentador con lineas de separación tiene una longitud de aproximadamente al menos 720 pies.

10. - El calentador con lineas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque el calentador con lineas de separación comprende un diámetro interno de al menos aproximadamente 4 pulgadas .

11. El calentador con líneas de separación de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque la parte sólida comprende una fibra de poliolefina, y una temperatura de salida medida en un extremo descendente del calentador con líneas de separación es menor que o igual a la temperatura de fusión de la fibra de poliolefina.

12. - Un método de separación dentro de un proceso de producción de polímero, caracterizado porque comprende las acciones de: recibir una corriente descargada en un calentador con líneas de separación, la corriente descargada que comprende una parte líquida y una parte sólida después de entrar en el calentador con líneas de separación; calentar la corriente descargada en el calentador con líneas de separación cuando la corriente descargada pasa a lo largo de una longitud del calentador con líneas de separación de modo tal que al menos una porción de la parte líquida se vaporice para generar una parte de vapor, en donde un tiempo de tránsito de la corriente descargada a través de la calentador con líneas de separación es al menos aproximadamente de 8 segundos; y equilibrar la temperatura entre la parte sólida y la parte de vapor durante al menos aproximadamente 8 segundos dentro del calentador con líneas de separación.

13. - El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el equilibrio de la temperatura comprende calentar y reducir la presión de la corriente descargada de modo tal que exista una diferencia de temperatura de menos de aproximadamente 1°F entre la parte sólida y la parte de vapor, y la parte sólida y la parte liquida tienen sus respectivas temperaturas dentro de aproximadamente 5°F de una temperatura de volatilización del liquido.

14. - El método de conformidad con cualquiera da las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado porque el calentamiento de la corriente descargada en el calentador con lineas de separación comprende calentar la corriente descargada en una primera sección del calentador con lineas de separación y reducir o mantener la temperatura de la corriente descargada en una segunda sección del calentador con líneas de separación.

15. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-14, caracterizado porque la parte líquida comprende una primera porción y una segunda porción, en donde la primera porción no está atrapada en la parte sólida y la segunda porción está atrapada en la parte sólida, y en donde el calentamiento de la corriente descargada dentro del calentador con líneas de separación comprende vaporizar sustancialmente toda la primera porción al menos aproximadamente 2.5 segundos antes de llegar a una salida del calentador con líneas de separación.

16. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-15, caracterizado porque comprende recibir la corriente descargada en un recipiente de separación desde el calentador con lineas de separación, vaporizar una porción adicional de la parte liquida en el recipiente de separación, descargar al menos una porción de la parte sólida del recipiente de separación en un conducto, y proveer calor adicional a la porción de la parte sólida dentro del conducto.

17. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-16, caracterizado porque comprende descargar al menos una porción de la parte sólida del recipiente de separación en el conducto a través de una característica de toma continua (CTO) situada en el recipiente de separación.

18. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-17, caracterizado porque comprende calentar la parte sólida dentro de aproximadamente 50 °F de la temperatura utilizada para la extrusión en una extrusora situada en cauce descendente del conducto.

19. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-18, caracterizado porque comprende calentar la parte de vapor por arriba de la temperatura de fusión de la parte sólida dentro del recipiente de separación.