MXPA01007370A - Dispositivo y metodo para tratar material plastico - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para tratar material plástico, especialmente tereftalato de polietileno, donde el material a relativamente baja temperatura es cristalizado inicialmente por calentamiento antes de someterse dicho material a calentamiento o condensación en la fase sólida. El material es entonces expuesto a un gas de tratamiento caliente por al menos 10 minutos en al menos dos cámaras (2) de un aparato y cristalizado a una temperatura sobre 135ºC, por ejemplo 140 - 80ºC. El material es subsecuentemente calentado en una cámara de pre-calentamiento (3) teniendo al menos una a ocho etapas a una temperatura de al menos 185ºC, de preferencia al menos 200ºC, y con la mayor preferencia alrededor de 220ºC.

Description

DISPOSITIVO Y MÉTODO PARA TRATAR MATERIAL PLÁSTICO Descripción La invención se refiere a un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación l y a un proceso que tiene las características descritas en el preámbulo de la reivindicación 7. Un proceso similar fue divulgado, por ejemplo, en el documento EP-A-0 712 703. Si se emplea tal proceso bajo condiciones prácticas, el producto final presenta ciertas debilidades que no son insignificantes: -el producto es hidrolizado, es decir descompuesto parcialmente, y en consecuencia es de calidad no satisfactoria; -el producto final incluye un contenido de polvo relativamente elevado, el cual da como resultado una pérdida de material y también un costo superior por unidad de peso del producto final; -el grado de cristalización del producto final es mas bien variable y la porción amorfa es relativamente elevada. Se conoce del documento WO 94/01484 un proceso similar, de acuerdo con el cual se lleva a cabo el paso de tratamiento de cristalización a una temperatura de cristalización por debajo de 145 *C. El tiempo de tratamiento en este proceso (aproximadamente 0.5 a 1 hora) es seleccionado para compensar la tasa de cristalización consecuentemente mas baja.

La patente US-A-5, 516, 880 describe un sistema para polimerización en fase sólida de polímeros, de acuerdo con el cual se introduce polímero amorfo, frío en un cristalizador y se calienta de modo que el polímero sea cristalizado. El polímero cristalizado es entonces transferido a un reactor, donde tiene lugar la polimerización del polímero. El producto polimérico caliente del reactor es entonces transferido a un enfriador de lecho fluido para permitir que se enfríe el producto polimerizado. El enfriador de lecho fluido está dispuesto de modo que el producto polimérico por enfriarse fluya a lo largo de una trayectoria horizontal en zig zag teniendo una charola de base perforada a través de cuyas aperturas se insufla un gas enfriador a través del material polimérico que se mueve horizontalmente." La tarea de la invención fue la de crear un producto, por ejemplo granulado de botellas de material de PET o de poliéster, para cuerdas de neumáticos, etc., de calidad mejorada, teniendo un bajo contenido de polvo y una cristalinidad mejorada. El logro exitoso de esta tarea, como se materializa en esta invención, es demostrado por los aspectos caracterizantes de la reivindicación 1 y la reivindicación 7. Esta invención estuvo basada en la realización inicial de que anteriormente, los parámetros de producción eran seleccionados sin atención a los detalles y con una visión únicamente hacia una producción rápida.

- Por ejemplo, se encontró que un calentamiento mas lento durante la cristalización, con temperaturas inferiores, permite que la producción prosiga menos abruptamente y de manera mas económica, y bajo tales condiciones puede incluso usarse aire como medio de tratamiento en vez de nitrógeno, como es normalmente el caso. Se descubrió adicionalmente que las anteriores temperaturas de gas, relativamente elevadas, de mas de 195 ' C, no solamente contribuían a la descomposición del producto, con ello afectando su calidad, sino también ocasionaban una elevada pérdida de calor en los arreglos de equipo usados hasta entonces. Por ejemplo, la patente US-A-5, 119, 570 propone pre-cristalización y cristalización en aparatos separados. Sin embargo, los aparatos separados implican una relación relativamente elevada de área superficial a volumen, lo que promueve la pérdida de calor. Para estar seguros, en el documento EP-A antes citado, la pre-cristalización y la cristalización son conducidas en el mismo aparato, pero esto tampoco representa el mejor arreglo posible. Los aspectos caracterizantes de la reivindicación 1 por tanto fueron desarrollados con base en estas consideraciones, y dieron como resultado una construcción eficiente y barata que implica mínima pérdida de calor, la naturaleza menor de la cual también significa que las condiciones de cristalización son mas fácilmente controladas, con ello también obviando la necesidad de elevadas temperaturas de tratamiento. Sin embargo, las ventajas principales consisten en que puede reducirse el flujo de gas desde una sola fuente para los compartimientos, y que el equipo no está tan elevado, lo que lleva a ahorros en términos de espacio y dinero. Es verdad que un cristalizador teniendo un alojamiento simétricamente giratorio es conocido a partir del documento CH-A-665 473, pero éste no está configurado ni es adecuado para llevar a cabo pre-cristalización y cristalización: requiere de un dispositivo adicional para un paso de cristalización separado. Aunque la trayectoria del material plástico al pasar a través del dispositivo descrito en el documento EP-A citado es tal que debe someterse a un flujo intenso de aire a fin de producir una corriente de chorro de sólidos-aire que impulsa el material sobre un espacio libre arriba de una pared interior hacia el siguiente compartimiento, la reivindicación 1 también provee una trayectoria que el algo como de serpentín debido a un arreglo de uno o mas espacios libres y aperturas de descarga, cada uno ubicado en niveles diferentes longitudinalmente sobre toda la longitud de la cámara de tratamiento. Aunque el método conocido de impulsar el material de un compartimiento al siguiente da como resultado tiempos de residencia altamente variables para los componentes individuales, el tiempo de residencia es mejor controlado por el método de la invención, y a su vez se ha demostrado que éste produce un grado excelente de cristalización, con contenido amorfo despreciable. Al mismo tiempo, la trayectoria de serpentín puede también ayudar a reducir la cantidad de aire que se requiere, y donde se disponen espacios libres o aperturas en la charola de base, ésto tiene la ventaja adicional de que el material tratado sufre una cierta separación de acuerdo con la densidad, incluso en el lecho fluido, y el material que tiene un peso específico mayor tiende a hundirse al fondo. Ahora, aunque las diferencias en densidad entre materiales amorfos y cristalizados en el lecho fluido no son sumamente grandes, el proceso es todavía mejorado en cierto grado por el hecho de que el material que tiene un mayor peso especifico ya ha cristalizado en el fondo en una masa mas grande, y de esta manera el material en el que la cristalización está mas avanzada es impulsado a través de los espacios libres inferiores hacia el siguiente compartimiento (o apertura de descarga) en gran medida antes de que el material todavía esté siendo revuelto mas arriba. De acuerdo con las premisas antes discutidas, el proceso de la invención comienza a temperaturas relativamente bajas, que son menos destructivas para el material. Esto implica un tiempo de proceso mas largo, pero crea las condiciones para un material de calidad mejorada. El tiempo de tratamiento consecuentemente mas corto requerido para pre-calentar o pre-condensar el material mas que compensa cualquier tiempo que se haya perdido en comparación con el estado de la técnica. También se prefiere el lecho fluido: ésto evita la necesidad de miembros de mezclado en la cámara de tratamiento (por ejemplo, patentes US-A-4, 064, 112 y 4,161,578) que, como se ha mostrado, llevan a niveles elevados de pérdida de calor debido a una severa formación de polvo. En este punto, deberá tenerse en cuenta que la patente US-A-3,756,990 proponer dividir la etapa de condensación en pre-condensación y post-condensación, en cada una de las cuales se aplican condiciones de tratamiento diferentes, y que también representan el método preferido para llevar a cabo el proceso de la presente invención. Esto implica una temperatura final de al menos 185 "C para el material, de preferencia 200 ' , y particularmente en la región de 220 'C. La crítica anterior de las limitaciones del estado de la técnica de acuerdo con el documento EP-A-0 712 703 ha incluido una referencia a la calidad variable del producto final. El estado de la técnica ha reconocido evidentemente las limitaciones del equipo de cristalización en uso, con la naturaleza impredeci-ble del tiempo de residencia, y ha provisto un recipiente que tiene aletas agitadoras giratorias en el calentamiento subsecuente. Sin embargo, se ha descubierto que, por su naturaleza, estas aletas agitadoras mismas son responsables de la formación de cantidades excesivas de polvo. La invención por consiguiente propone una diferente solución -de la misma manera con vista a un tratamiento menos severo y mas controlado del material- de acuerdo con el cual el material cristalizado es convertido en una corriente de polvo con una sección transversal de cuatro lados, particularmente rectangular, que tiene un perfil esencialmente uniforme y se somete a un flujo de gas de tratamiento desde cada uno de los cuatro lados de la sección transversal. Esto significa que las mismas condiciones son creadas para el tratamiento de gas sobre toda la cara de la sección transversal, un efecto que es promovido adicionalmente por la densidad uniforme del polvo. Esto puede ser mejorado adicionalmente si los lados a ángulo recto de la sección transversal de la corriente de polvo están en una proporción de 1:2 a 1:15, y de preferencia en el rango de 1:3 a 1:10, y el gas de tratamiento es pasado a través de la corriente- de polvo desde cada uno de los lados a ángulo recto mas largos. A este respecto, el proceso de la invención difiere de todos los demás procesos, de acuerdo con el cual la corriente de polvo presenta grosores diferentes y/o el perfil es expuesto a condiciones de flujo de gas no uniformes. La pre-cristalización y la cristalización requieren de un período de 10 a 80 minutos, ventajosamente 15 a 40 minutos, y particularmente 20 a 30 minutos, para fines de un tratamiento menos severo. Como se indicó anteriormente, puede llevarse a cabo el calentamiento subsecuente de manera mas eficiente, pues ese paso es acortado por el proceso de la invención. De acuerdo con la presente invención, éste es de preferencia llevado a cabo tal que el calentamiento que viene después de la cristalización, incluyendo cualquier paso de pre-condensación, tenga lugar en un período de 60 a 120 minutos, y particularmente en alrededor de 90 minutos . Aspectos adicionales de la invención serán discutidos con referencia a la forma de realización ejemplar preferida, ilustrada esquemáticamente en el dibujo, donde: La figura 1 es un diagrama de flujo del proceso de la invención; La figura 2 es una sección longitudinal a través de una forma de realización ejemplar de un cristalizador de acuerdo con la invención para pre-cristalización y post-cristalización; La figura 3 es una sección transversal a lo largo de la línea III-III en la figura 2; La figura 4 es un diagrama esquemático con una sección longitudinal a través de un dispositivo que se usa de preferencia en el proceso de la invención para pre-calentamiento y condensación, así como enfriamiento, en el cual La figura 5 muestra una sección transversal a lo largo de la línea V-V en la figura 4. En la figura 1, en un paso preliminar 1 del proceso de la invención, se prepara un granulado plástico amorfo, particularmente de tereftalato de polietileno, es decir esencialmente extrudido y formado en perlas. En la primera etapa del proceso de la invención, el material plástico amorfo producido mediante ella es introducido en un cristalizador 2, que para los fines del proceso combina los pasos de pre-cristalización y cristalización, como es representativo del -estado de la técnica, pero que se suministra en el fondo con una configuración de la invención que será explicada en detalle en las figuras 2 y 3. El material plástico alcanza el paso 2 a una temperatura aproximadamente de habitación. En el curso del paso 2, se trata con gas inerte caliente, tal como nitrógeno, que se introduce a través de la entrada de gas 2 ' a una temperatura relativamente baja (en comparación con el estado de la técnica), por ejemplo 165 a 185 'C, y particularmente entre 170 y 180 'C, para lograr un tratamiento menos severo del material plástico. En consecuencia, de preferencia se selecciona un tiempo de residencia en el cristalizador 2 que es algo mas largo que el que se ha propuesto en el estado de la técnica, específicamente de 10 a 80 minutos, ventajosamente de 20 a 40 minutos, y particularmente de alrededor de 30 minutos. La temperatura relativamente baja y el tiempo de residencia relativamente largo se combinan para dar un tratamiento uniforme y suave, y se ha demostrado que con este proceso es posible lograr cristalización casi completa del material . Los experimentos han demostrado que del material plástico que sale del paso 2, no mas de 1%, y generalmente menos, permanece siendo amorfo. Posteriormente, el material plástico tiene una temperatura final de 135 a 180 'C, y avanza desde el paso 2. El material calentado de esta manera a no mas de 180 'C debe ser ahora calentado adicionalmente para iniciar una reacción de condensación. Puede ser ventajoso usar un pre-calentador 3 para esta finalidad, colocado corriente arriba del reactor 4 real. Ambas etapas están interconectadas con respecto del circuito de gas 5 (por ejemplo, nitrógeno) , y una etapa de purificación de gas 6 se interpone en la cual fluye el gas después del circuito 5 y antes de que sea devuelto al precalentador 3. El arreglo en dos etapas del proceso de condensación mostrado en la presente es normal y pertinente, pero no es absolutamente esencial. El diagrama de la figura 1 en realidad solamente refleja lo práctico de yuxtaponer los dispositivos 3 y 4. En la práctica, pre-calentar para calentar el material plástico a alrededor de 180 'C (si el material llega a una temperatura inferior) puede llevarse a cabo por separado en una instalación de calentamiento y la condensación puede entonces llevarse a cabo en uno o mas pasos. Sin embargo, por razones de eficiencia, las etapas de pre-calentamiento y pre-condensación, y la condensación también según lo requieran las condiciones, son ventajosamente combinadas en un solo dispositivo. Por ejemplo, sería concebible configurar el pre-calentador, el pre-condensador y el condensador (reactor) en un solo dispositivo, en cuyo caso los fines de la invención se verían servidos si se proveyeran múltiples salidas y entradas de gas a diferentes niveles en el reactor vertical, con ello creando un rango de zonas teniendo diferentes temperaturas de gas y/o cantidades de gas y/o tasas de flujo .

Aunque el reactor 4 está configurado de manera convencional como un reactor de lecho fluido o fijo teniendo un tubo a través del cual fluye el material plástico a velocidad regulada, una forma de realización del pre-calentador 3 será descrita posteriormente con referencia a las figuras 4 y 5. Con referencia a la velocidad regulada dentro del reactor 4, esta puede ser lograda por la inserción de deflectores alargados, similares a techo, dispuestos angularmente al eje longitudinal, que no solamente tienen un efecto de frenado sobre el material, con ello impidiendo rápido flujo a través del reactor, sino que también, en virtud de su configuración ahusada, favorecen una separación de las partículas individuales, que de otra manera tenderían a adherirse entre sí. El pre-calentador 3 puede ser de una construcción de una sola etapa, pero de preferencia consiste en al menos dos etapas, posiblemente hasta ocho etapas, donde la temperatura del gas se eleva de etapa a etapa. Al final del pre-calentador 3, dependiendo de la configuración, el material tendrá una temperatura de 190 a 235 *C, en la configuración ejemplar con ambas etapas 3 y 4 sería normal una temperatura del material de alrededor de 220 'C. Posteriormente, la reacción sería terminada tan rápidamente como fuese posible, para lo cual se provee corriente abajo un enfriador 7, y desde el cual sale el material de PET post-condensado . Sin embargo, este podría igualmente ser una poliolefina, PEN o PA. Si el pre-enfriamiento ya tiene lugar en el extremo del reactor 4, de modo que el material plástico salga a una temperatura significativamente mas fría de 185 'C, por ejemplo a alrededor de 160"C, no sería necesario usar un gas inerte en el enfriador 7, el cual puede ser enfriado con aire. Un cristalizador 10 de acuerdo con la invención es mostrado en la figura 2, teniendo una cámara de tratamiento 12 rotacionalmente simétrica, particularmente cilindrica (ver también la figura 3) , definida por paredes 11 para recibir el material plástico en cúmulos o perlas de la pre-etapa 1. Esta cámara de tratamiento 12 está dividida en al menos dos compartimientos de tratamiento 12' y 12" para la administración controlada de pre-cristalización con secado superficial de las perlas y cristalización. La división es efectuada por una pared interior 13. La figura 3 muestra que la división es creada algo en la forma de un sector, donde el primer compartimiento de tratamiento 12' ocupa al menos 50% y de preferencia 2/3 a 3/4 del área en sección transversal. El compartimiento 12" ocupa el resto del espacio disponible. También sería posible crear una sub-división por medio de -de manera correspondiente a la vista en planta o perfil de la figura 3- paredes divisoras radiales alrededor del eje longitudinal A del aparato de cristalización 10. Aunque la configuración ejemplar ilustra solamente dos compartimientos 12' y 12", pueden proveerse compartimientos adicionales de acuerdo con las necesidades por adición de al menos una pared interior adicional. La conformación rotacionalmente simétrica asegura una elevada relación de volumen/área superficial, de modo que no solamente se mantenga en un mínimo la pérdida de calor, sino también que se mantenga mas fácilmente una temperatura uniforme en la cámara de tratamiento 12. La cámara de tratamiento 12 puede ser cargada con el material plástico a través de al menos una apertura de entrada 14. Dentro de la apertura de entrada, puede proveerse un rotor R convencional para distribuir el material plástico a través de una superficie superior 16' al ocurrir su introducción a la cámara de tratamiento, debajo de la cual la pared 13 está equipada, para fines prácticos, con una sección de deflector 13' que tiene forma de pipeta debido al gran volumen del compartimiento 12', y también por razones de espacio, tal arreglo también provee rigidez incrementada. Como consecuencia de la sección de deflector 13', el material plástico fluye diagonalmente hacia abajo (a la izquierda en la figura 2) hacia el primer compartimiento o compartimiento de pre-cristalización 12' . La cámara de tratamiento 12 es inundada con gas de tratamiento inerte, caliente, tal como nitrógeno, para lo cual se provee una boquilla de entrada de gas 15. El gas de esta manera fluye hacia arriba en la dirección de las flechas 17 y a través de una charola de base perforada 16. No obstante el presente ejemplo, la invención provee naturalmente al menos dos boquillas de entrada de gas 15, tal que una suministre gas solamente al compartimiento 12' y la otra suministre gas solamente al compartimiento 12", donde tal suministro de gas separado permita al material plástico ser tratado con cantidades y/o tasas de flujo y/o temperaturas de gas diferentes en cada uno de los compartimientos 12' y 12". A guisa de ejemplo, puede ser ventajoso proveer una mayor tasa de flujo de gas en el compartimiento 12' para lograr rápido secado superficial de las perlas plásticas, mientras que en el compartimiento 12", el gas de tratamiento es introducido con una menor tasa de flujo, pero a una temperatura superior. La provisión de una tasa de flujo de gas relativamente elevada y la conformación de la cámara de tratamiento 12, que se ahúsa hacia la parte superior debido a la sección 13' en forma de pipeta y debido a que el diámetro de la pared externa 11 se incrementa para dar una sección superior 11', se combinan para proveer las condiciones para una "corriente de chorro de sólidos-aire", bajo las cuales condiciones el material plástico es muy altamente fluidizado. Como consecuencia, las perlas son expuestas al gas desde todos los lados y sus superficies son secadas. Las perlas amorfas son algo mas ligeras que las perlas que ya están cristalizadas, y aunque la diferencia no es sumamente grande, esto ayuda al proceso de separar el material que todavía es amorfo del material que ya está parcialmente cristalizado para transferencia del compartimiento 12' al compartimiento 12" en la superficie inferior de la pared interior 13, donde se ilustra un pasaje 18. Por supuesto, pueden concebirse situaciones donde puede ser ventajoso que la pared interior 13 esté conectada con la superficie de base 16 por medio de extensiones, y sostenida en ellas, con ello formando una serie de tales pasajes 18. La altura del pasaje depende del volumen total de la cámara de tratamiento 12, el grado en que va a llenarse la cámara, y el tipo de material por tratarse. Es por tanto totalmente posible dentro de los alcances de la invención proveer un mecanismo para ajustar la altura del pasaje 18, por ejemplo una corredera que puede ser esencialmente en forma de cuña y puede delimitar la extensión inferior de la pared interior 13. También es concebible que la pared interior 13 puede ser asegurada en una posición vertical por rayos radiales (no mostrados) , particularmente en la región superior, pero también, si es necesario, en la región inferior de la cámara de tratamiento. Sin embargo, en general, se ha mostrado que no se requiere un mecanismo para ajustar la altura del pasaje 18, y que esto puede ser determinado de manera no susceptible de cambio. En consecuencia, se ha encontrado totalmente práctica para el pasaje 18 una altura de espacio libre de 3 a 8 cm, y particularmente de 5 cm. Si el cristalizador 10 va a ser operado de manera continua, como se prefiere, debe proveerse una apertura de descarga 19 no obstruida de manera permanente, como se muestra en la figura 2, sobre la superficie superior del compartimiento de cristalización 12" y que es suministrada con la extremidad de un tubo de salida 20 que transporta el material al exterior en su extremo inferior. El hecho que el pasaje 18 esté debajo y la apertura de descarga esté arriba de la pared interior 13 define el curso que debe seguir el material plástico desde la apertura de entrada 14 a la apertura de descarga 19 en una naturaleza algo de serpentín o de pendiente de vaivén, como se muestra por las flechas 21. Sin embargo, no solamente ésto prolonga el tiempo de residencia en los compartimientos, sino que también impide un "corto circuito", tal como ocurriría si el material fuese capaz de desplazarse directamente desde el pasaje 18 a una apertura de descarga dispuesta en el fondo. Como tan pronto como cuando en el comportamiento 12' (pre-cristalización) la proporción en peso de material amorfo ha caído a menos de la mitad, solamente se requiere un tiempo de tratamiento relativamente corto en el compartimiento 12" (post-cristalización) a fin de obtener un producto cristalino casi 100% puro, por la cual razón pueden ser relativamente pequeñas las dimensiones de este compartimiento 12". Sin embargo, una trayectoria tal como la mostrada por las flechas 21 puede entonces también ser efectiva si se provee mas de una pared interior 13, en cuyo caso, después del movimiento ascendente en el compartimiento 12", el material puede seguir una trayectoria descendente adicional en un tercer compartimiento de modo que la apertura de descarga sería provista de la manera mas práctica en la región inferior o del fondo. Algunas relaciones geométricas del diseño del cristalizador 10 son ilustradas en la figura 3. La entrada de gas 15 y un agujero de inspección 22 opuesto a la misma definen una pieza cruzada T en vista en planta, sobre la cual también se indica la salida de gas 23 (en la figura 2 sobre el plano III-III) como una línea punteada. A fin de proveer acceso a través de un agujero de inspección 22 a ambos compartimientos 12' y 12", el compartimiento 12" opuesto a la pieza cruzada T es desplazado por el agujero de inspección 22 en un ángulo pre-definido a que puede ser de 30 a 60', pero cuyo valor no es crítico en y por sí mismo. Por ejemplo, se ha demostrado que 30' es ventajoso pues permite un arreglo geométrico de conformidad con el cual la sección inferior 13" (figura 3) de la pared interior 13 alcanza aproximadamente el área central del agujero de inspección 22. Como el material plástico está destinado a alcanzar su condición final deseada en el compartimiento 12", se prefiere proveerlo con al menos un dispositivo de supervisión, por ejemplo un espectrómetro que "mira" al compartimiento 12" y determina el grado de cristalización del material plástico con base en el espectrograma calculado a partir del mismo. Sin embargo, como mínimo tal dispositivo de monitoreo o supervisión puede ser provisto en la forma de un agujero para escudriñar 24. Por supuesto, un dispositivo de monitoreo de naturaleza similar puede ser incluido en el compartimiento precedente, si se desea ello. De acuerdo con el diagrama de la figura 1, después del cristalizador (etapa 2 de la figura 1), el material plástico alcanza un pre-calentador 3, cuya forma de realización preferida es ilustrada en las figuras 4 y 5. La flecha 10' en la figura 4 indica que en este punto el material que sale del cristalizador 10 entra en la apertura alimentadora de una flecha 31 del precalentador (pre-condensador) 30. La flecha 31 tiene una sección transversal rectangular dentro de una pared periférica externa, algo circular 30', como se muestra mas claramente en la figura 3. La relación de la longitud L a la anchura B de los lados es, por ejemplo, de 1:3 a 1:10, de preferencia 1:5 a 1:8, y particularmente 1:6. La flecha 31 está delimitada a ambos lados por placas perforadas, cedazos o elementos similares (32) . Como consecuencia, se logran flujo y condiciones de tratamiento uniformes sobre toda la extensión del lado largo L, y además la disposición vertical de la flecha 31 provee una densidad uniforme del material sobre toda la sección transversal de la flecha. Como puede verse, el aparato 30 que es descrito generalmente como un intercambiador de calor es dividido en múltiples etapas que tienen diversas funciones. En consecuencia, si por ejemplo se usa N2 como gas inerte para el tratamiento, puede ser introducido en 33 a una temperatura relativamente baja para reducir la temperatura del material tratado, o para purgar compuestos volátiles que han sido liberados en uno de los compartimientos superiores, en un compartimiento 34 que es aislado por la pared superior 35. Después de que el nitrógeno en el compartimiento 34 ha fluido a través de las paredes de cedazo 32 de la flecha 31, sale del compartimiento de enfriamiento 34 y es calentado por medio de un dispositivo eléctrico de calentamiento E. De esta manera, alcanza una temperatura de, por ejemplo, al menos 185 'C, que se usa como la temperatura constante para pre-condensación en un compartimiento 36. También aquí, el gas sigue un patrón en zig zag a través de la flecha 31, esta vez en dirección opuesta al flujo en el compartimiento 34 que está abajo, para ser recalentado adicionalmente en un dispositivo de calentamiento E y para fluir a través del compartimiento de pre-condensación 37, donde el material plástico está siendo tratado con gas a una temperatura entre 200 y 240 "C, pero que puede ser tan elevada como 260 *C, de acuerdo con los requerimientos. La dirección de flujo en este compartimiento 37 es de nuevo opuesta a la del compartimiento vecino 36. En el compartimiento superior extremo 38, después de calentamiento adicional como sea necesario, se alcanza la temperatura mas elevada para pre-calentar el material plástico que esté todavía mas frío. Sin embargo, esto no es absolutamente necesario, pues el régimen de temperatura puede ser seleccionado tal que el último dispositivo de calentamiento E, el dispositivo superior extremo, no haga mas que compensar el calor perdido en el compartimiento 36 mas abajo. De esta manera, el gas de tratamiento fluye esencialmente hacia arriba al fluir hacia abajo el material plástico en la flecha 31, es decir en la dirección opuesta. La tasa de caída en la flecha 31 puede ser controlada regulando la descarga en el extremo inferior, por ejemplo por medio de una compuerta de rueda celular 39, cuya tasa de rotación puede ser ajustada o, por ejemplo, puede ser controlada por medio de sensores térmicos en el extremo de la flecha 31. Por supuesto, es posible concebir un arreglo que consista en mas de cuatro compartimientos, por ejemplo seis u ocho, o menos, o incluso solamente uno, dependiendo de las tareas que se espere que lleve a cabo el intercambiador de calor 30, por ejemplo solo pre-calentamiento, pre-condensación, condensación, etc. Asimismo, no es esencial pasar el gas a través de una trayectoria en zig zag; pueden proveerse entradas de gas separadas para compartimientos individuales, por ejemplo a fin de variar las cuantidades de flujo, el tipo de flujo y/o la tasa de flujo de gas en los compartimientos individuales 34 a 38.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo para la cristalización al menos en dos etapas de material plástico, particularmente tereftalato de polietileno, con una cámara de tratamiento (12) para recibir material plástico en cúmulos o perlas que puede ser cargado con el material plástico a través de una apertura de entrada (14) y vaciado a través de una apertura de descarga (19) , un dispositivo de alimentación (15) para un gas de tratamiento a través de un área de base (16) de la cámara de tratamiento (12) y al menos una pared interior (13) provista en la cámara de tratamiento (12) para dividir la cámara de tratamiento (12) en al menos dos compartimientos (12', 12") que están interconectados por medio de un pasaje (18) para transportar el material plástico de uno (12', 12") al otro, tal que el material plástico siga una trayectoria (21) esencialmente vertical, pre-definida, desde la apertura de entrada (14) a la apertura de descarga (19) , caracterizado porque los dos compartimientos (12', 12") están dispuestos en un alojamiento común (11) que tiene simetría rotacional alrededor del eje A y los compartimientos (12', 12") delimitan sectores en cualquier sección transversal perpendicular al eje A, donde al menos un pasaje (18) está dispuesto sobre la superficie inferior de la pared interior asociada (13) y una apertura de descarga (19) está dispuesta sobre la superficie superior del siguiente compartimiento (12").
2. 2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la trayectoria (21) a través de la cámara de tratamiento (12) está configurada en una manera mas o menos de zig zag o de serpentín por medio del arreglo longitudinal, cada uno a diferentes niveles, de espacio libre o espacios libres (18) y la apertura de descarga (19) .
3. 3. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una pared interior (13) debajo de la apertura de entrada (14) es configurada con una sección de pipeta (13') para desviar el material plástico entrante, a fin de desviar el material a un compartimiento precedente (12'), y el compartimiento siguiente (12") es de esta manera cubierto al menos parcialmente por la sección de pipeta (13') .
4. 4. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer compartimiento (12') ocupa un segmento mas grande que la mitad, de preferencia incluso mas grande que 2/3 del área en planta, de la cámara de tratamiento (12) al menos rotacionalmente simétrica de manera aproximada, y que este primer compartimiento (12') sea seguido por un segundo compartimiento (12") , correspondientemente mas pequeño .
5. 5. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos un compartimiento (12"), por ejemplo el último, sea suministrado con un aditamento de monitoreo tal como un agujero para escudriñar (24) .
6. 6. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la región inferior de la cámara de tratamiento (12) está configurada como la base perforada (16) de un lecho fluido.
7. 7. El proceso para tratar material plástico, particularmente tereftalato de polietileno, con un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, de acuerdo con el cual el material a temperatura relativamente baja es primero cristalizado con calentamiento suave, donde el material es expuesto a un gas de tratamiento caliente por al menos 10 minutos en al menos dos cámaras (12', 12") y con ello es llevado a cristalización a una temperatura por encima de 135 'C, por ejemplo entre 140 y 180 'C, antes de que el material sea sometido a un segundo calentamiento o condensación en la fase sólida, donde en una cámara de pre-calentamiento (31) que tiene al menos dos y hasta ocho etapas se lleva a una temperatura de al menos 158 'C, de preferencia al menos 200 'C, y particularmente alrededor de 220 ' C, caracterizado porque a fin de asegurar la uniformidad del tratamiento -y de esta manera de la calidad del producto- el material para cristalización viaja primero de una cámara (12') a través del pasaje (18) hacia la segunda cámara (12"), donde el pasaje está ubicado sobre la superficie inferior de la pared interior (13) que separa las dos cámaras (12', 12"), y el material cristalizado es entonces pasado a un tobogán que forma un flujo de polvo esencialmente uniforme que tiene una sección transversal de cuatro lados, particularmente rectangular, esencialmente uniforme, y está expuesto desde cada uno de los lados (L) de la sección transversal rectangular a una corriente de gas de tratamiento, donde la relación de lados rectilíneos (B:L) de la sección transversal del flujo de polvo es de aproximadamente 1:2 a 1:15, de preferencia 1:3 a 1:10, y el gas de tratamiento es dirigido desde el lado rectilíneo mas largo (L) en cada caso a través del flujo de polvo.
8. 8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el gas de tratamiento caliente es introducido durante la cristalización teniendo una temperatura de 165 a 185'C.
9. 9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el gas de tratamiento es dirigido en al menos dos etapas, cada una teniendo una temperatura mayor a cada lado (L) de la sección transversal rectangular, de preferencia desde el lado opuesto en cada caso.
10. 10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el gas de tratamiento es pasado en contraflujo desde una etapa (34-37) de menor temperatura a una etapa (35-38) de mayor temperatura.
11. 11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque el gas de tratamiento es transportado en al menos tres etapas (34-37 y 35-38) en una trayectoria de zig zag o serpentín múltiples veces a través de la sección transversal rectangular del flujo de polvo.
12. 12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el polvo que tiene una sección transversal rectangular es transportado esencialmente de manera vertical, el gas de tratamiento es transportado esencialmente de manera horizontal a través de la sección transversal rectangular.
13. 13. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se llevan a cabo pre-cristalización y cristalización durante un período de 10 a 80 minutos, de preferencia 15 a 40 minutos, particularmente alrededor de 20 a 30 minutos.
14. 14. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se lleva a cabo el calentamiento siguiente a la cristalización, incluyendo cualquier pre-condensación, durante un período de 60 a 120 minutos, particularmente alrededor de 90 minutos.