MXPA02008479A - Metodo para enfriar hojuelas de polietilen tereftalato post reactor. - Google Patents

Abstract

Un proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado solido, que comprende transportar las hojuelas de PET desde un reactor de estado solido a un primer separador en la presencia de aire y agua a presion elevada con lo que las hojuelas de PET se enfrian parcialmente y el agua se convierte a vapor por contacto con las hojuelas de PET, separar el vapor de las hojuelas de PET parcialmente enfriadas y transportar las hojuelas de PET parcialmente enfriadas desde el primer separador a un segundo separador, en la presencia de aire a presion elevada.

Description

MÉTODO PARA ENFRIAR HOJUELAS DE POLIETILEN TEREFTALATO POST REACTOR REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente provisional de los E.U.A. No. de Serie 60/259,751 presentada en enero 4, 2001. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método mejorado para enfriar rápidamente hojuelas standard de post-cristalizador y post-reactor de estado sólido, a pequeñas partículas o granulos de polietilen tereftalato (PET) virgen, de temperaturas típicamente en el rango de 193° a 210°C (380° a 410°F) a temperaturas inferiores a 66°C (150°F) , sin provocar un cambio significante en peso molecular o arrastre de humedad en el PET enfriado. PET, al igual que otros polímeros, copolímeros, y policondensados, ya sea virgen, post-industrial, o post-consumidor, en la forma de hojuelas de- pequeñas partículas (4 mm o menos sobre el eje principal), hojuelas standard (de .635 a 1.27 cm (1/4 a 1/2")), o granulos, que se han tratado en estado sólido para incrementar el peso molecular, ya sea en vacío o en una atmósfera inerte tal como gas nitrógeno, permanecen en un estado reactivo sujetos a adicional degradación por oxidación o polimerización por condensación y permanecen a temperatura relativamente alta de 193 a 210°C (380 a 410°F) al final de la fase útil del proceso de estado sólido. En reactores de estado sólido por lotes, el material de polímero debe enfriarse a una temperatura por debajo de la cual ocurran adicionales reacciones de polimerización u oxidación. Solo después de que el polímero de estado sólido se enfría a una temperatura en donde se elimina mayor reactividad, puede transportarse e forma segura y efectiva fuera del recipiente de reacción para mayor procesamiento o empaque utilizando técnicas de manejo de materiales tradicionales. La etapa de enfriamiento, en el proceso de estado sólido por lotes tradicional, se logra in situ bajo temperaturas reducidas, pero siempre al vacío o en una atmósfera de gas inerte. Típicamente, el período de enfriamiento puede consumir mucho tiempo conforme la temperatura asciende en rampa y la fase de polimerización de estado sólido. A fin de hacer uso más eficiente del reactor, e incrementar la productividad, es deseable un método para enfriar efectivamente el polímero reaccionado. Sería conveniente el desarrollar un proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido, en una forma que evite un cambio significante en peso molecular y evite formación de cromóforo. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido, en una forma que evita cualquier cambio significante en peso molecular, se ha descubierto de manera sorprendente. El proceso comprende las etapas de: transportar hojuelas de PET de un reactor de estado sólido a un primer separador, en la presencia de aire y agua a presión elevada, con lo que las hojuelas de PET se enfrían parcialmente y el agua se convierte a vapor por contacto con las hojuelas PET; separar el vapor de las hojuelas de PET enfriadas parcialmente; y transportar las hojuelas de PET enfriadas parcialmente desde el primer separador a un segundo separador, en la presencia de aire a presión elevada, con lo que las hojuelas de PET se enfrian y secan más. El proceso de la invención es particularmente bien adecuado para enfriar hojuelas de PET que se han sometido a estado sólido a un valor de viscosidad intrínseca particular que debe mantenerse, para utilizar en operaciones de formación subsecuentes . BREVE DESCRIPCIÓN DEL DIBUJO La invención será claramente manifiesta para aquellos con destreza en la especialidad ante lectura de la siguiente descripción detallada de una modalidad preferida de la invención cuando se considera a la luz del dibujo acompañante, en donde: La Figura 1 es una ilustración esquemática de un aparato útil para practicar una modalidad preferida del proceso de enfriamiento de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia a la Figura 1, se ilustra un sistema para enfriar hojuelas de PET después de que el material polimérico se ha tratado en estado sólido. El sistema incluye una tolva 10 que se diseña para almacenar el material para tratarse en estado sólido. La salida de la tolva 10 comunica con la entrada de un reactor de estado sólido 12 a través de una válvula de dosificación 14. La válvula de dosificación 14 es efectiva para suministrar cantidades medidas de material polimérico al reactor 12, desde la tolva de suministro 10. La salida del reactor 12 comunica con una tubería de transferencia 16 a través de una esclusa de aire rotatoria 18. Un soplador de aire de transferencia de presión 20 se acopla a la tubería de transferencia 16 a través de una tubería de transferencia corta 22 y la esclusa de aire rotatoria 18. ?. -i Agua tratada se introduce en la tubería de transferencia corta 22 como un rocío fino en un punto de inyección 23 en la tubería de, transferencia corta 22. El rocío fino de agua se incide por el aire a presión turbulento introducido en la tubería de transferencia corta 22 del soplador de aire 20. La esclusa de aire rotatoria 18 introduce hojuelas de PET de estado sólido calientes en el rocío fino de agua y aire. El propósito de_la esclusa de aire rotatoria 18 es introducir material desde una zona sin presión del reactor 12 a una zona con presión, y dosificar efectivamente el material polimérico caliente a una velocidad deseada. Las hojuelas de PET calientes introducidas a la tubería de transferencia 16 liberan una porción de la energía térmica al rocío de agua que convierte la mayor parte del agua en vapor. No todo el contenido de calor del material polimérico transitorio puede transferirse instantáneamente al agua, sin embargo ya que a alguna profundidad de la sección transversal de la partícula, la transferencia de calor depende de la conducción. Convenientemente, una mayoría del rocío de agua se convierte en vapor conforme se provoca que la mezcla se mueva a través de la tubería de tránsito 16. El vapor luego se separa conforme la mezcla entra a un primer separador 24, por ejemplo un ciclón de desaceleración y despresurización. Las hojuelas de PET parcialmente enfriadas caen al fondo del primer separador 24 y posteriormente se transfieren a una tubería de transferencia de aire 26 a través de una segunda exclusa de aire rotatoria 28. La tubería de transferencia de aire 26 se proporciona con aire a presión desde un soplador de aire a presión 30. Las hojuelas de PET se enfrían más y secan conforme viajan a través de la tubería de transferencia de aire 26 a la entrada de un segundo separador 32, por ejemplo un separador ciclón. Conforme la mezcla entra al segundo separador 32, el aire caliente y vapor de agua residuales se separan de las hojuelas de PET relativamente secas en riadas. Las hojuelas de PET secas enfriadas, convenientemente pueden recolectarse en una tolva de almacenamiento asociada 34. Las hojuelas almacenadas posteriormente pueden retirarse de la tolva de almacenamiento 34 para mayor procesamiento o empacado. El proceso de la invención comprende un método novedoso para enfriar rápidamente producto de polímero de estado sólido (reducción en 97% en el tiempo de enfriamiento requerido) sin efectos nocivos tales como modificación al peso molecular o formación de cromóforo. El método utiliza el calor de evaporación del agua para enfriar rápidamente la superficie del producto de polímero, de esta manera deteniendo mayor difusión de oxígeno o agua a las partículas u hojuelas de PET. Aún más, el método descrito proporciona mayor enfriamiento al mantener contacto entre las hojuelas de PET, el agua y el aire turbulento durante transferencia del material desde el primer separador al segundo separador, de manera tal que puede ocurrir más evaporación de agua, de esta manera logrado aún menores temperaturas de producto. Al controlar en forma juiciosa la proporción de gasto de flujo de agua al gasto de salida de producto de polímero del reactor, el polímero se enfriará y transferirá con un contenido de humedad residual bajo, resultante. Finalmente, las hojuelas de PET se trasportan y seca utilizando una corriente de aire a presión, para finalmente preparar hojuelas de PET secas, enfriadas, que posteriormente pueden ser procesadas más . De acuerdo con las disposiciones de los estatutos de patente, la presente invención se ha descrito en lo que se considera representa su modalidad preferida. Sin embargo, habrá de entenderse que la invención puede practicarse de otra forma a como se ilustra y describe específicamente sin apartarse de su espíritu y alcance.

Claims (2)

REIVINDICACIONES 1. Un proceso para enfriar hojuelas de PET pos-reactor de estado sólido, caracterizado porque comprende las etapas de: transportar hojuelas de PET de un reactor de estado sólido a un primer separador, en la presencia de aire y agua a presión elevada, con lo que las hojuelas de PET se enfrían parcialmente y el agua se convierte substancialmente en vapor por contacto con las hojuelas PET; separar el vapor de las hojuelas de PET parcialmente enfriadas; y transportar las hojuelas de PET parcialmente enfriadas desde el primer separador a un segundo separador, en la presencia de aire a presión elevada, con lo que las hojuelas de PET se enfrían y secan más . 2. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las hojuelas de PET se transportan al primer separador en una corriente de aire que tiene una velocidad de aproximadamente 548.6 a aproximadamente 1,524 m/min (aproximadamente 1,800 a aproximadamente 5,000 pies por minuto) . 3. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las hojuelas de PET se transportan al primer separador a una presión de aproximadamente 1.05 a aproximadamente 2.46 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 15 a aproximadamente 35 psia) . 4. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las hojuelas de PET se transportan al primer separador a una velocidad de aproximadamente 11.35 a aproximadamente 454 kg/min (aproximadamente 25 a aproximadamente 1,000 libras por minuto) . 5. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue las hojuelas de PET transportadas al primer separador- se enfrían a una temperatura de aproximadamente 77 a aproximadamente 102 °C (aproximadamente 170 a aproximadamente 215 °F) . 6. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las hojuelas de PET parcialmente enfriadas se transportan al segundo separador en una corriente de aire que tiene una velocidad de aproximadamente 548.6 a aproximadamente 1,524 m/min (aproximadamente 1,800 a aproximadamente 5,000 pies por minuto) . 7. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las hojuelas de PET parcialmente enfriadas se transportan al segundo separador a una presión e aproximadamente 1.05 a aproximadamente 2.46 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 15 a aproximadamente 35 psia) . 8. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las hojuelas de PET parcialmente enfriadas transportadas al segundo separador se enfrían más a una temperatura inferior a aproximadamente 77°C (aproximadamente 170°F). 9. Un proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido, caracterizado porque comprende las etapas de: transportar hojuelas de PET a una velocidad de aproximadamente 11.35 a aproximadamente 454 kg/minuto (aproximadamente 25 a aproximadamente 1,000 libras por minuto) desde un reactor de estado sólido a un primer separador, en la presencia de aire y agua a temperatura elevada, el aire viaja a una velocidad desde aproximadamente 548.6 a aproximadamente 1,524 m/minuto (1,800 a 5,000 pies por minuto) a una presión desde aproximadamente 1.05 a aproximadamente 2.46 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 15 a aproximadamente 35 psia) , con lo que las hojuelas de PET se enfrían parcialmente a una temperatura desde aproximadamente 77 a aproximadamente 102 °C (aproximadamente 170 a aproximadamente 215 °F) y el agua se convierte substancialmente a vapor por contacto con las hojuelas PET; separar el vapor de las hojuelas de PET parcialmente enfriadas; y transportar las hojuelas de PET parcialmente enfriadas desde el primer separador a un segundo separador, en la presencia de aire a presión elevada, el aire viaja a una velocidad de aproximadamente 548.6 a aproximadamente 1,524 m/minuto (aproximadamente 1,800 a aproximadamente 5,000 pies por minuto) a una presión desde aproximadamente 1.05 a aproximadamente 2.46 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 15 a aproximadamente 35 psia) con lo que las hojuelas de PET se enfrían y secan más. 10. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET se transportan al primer separador en una corriente de aire que tiene una velocidad desde aproximadamente 609.6 a aproximadamente 1,066.8 m/minuto (aproximadamente 2,000 a aproximadamente 3,500 pies por minuto) . 11. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET se transportan al primer separador a una presión desde aproximadamente 1.4 a aproximadamente 7.1 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 20 a aproximadamente 30 psia) . 12. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET se transportan al primer separador a una velocidad desde aproximadamente 22.7 a aproximadamente 227 kg/minuto (aproximadamente 50 a aproximadamente 500 libras por minuto) . 13. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET transportadas al primer separador se enfrían a una temperatura desde aproximadamente 88 a aproximadamente 102°C (aproximadamente 190 a aproximadamente 215°F). 14. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET parcialmente enfriadas se transportan al segundo separador en una corriente de aire que tiene una velocidad desde aproximadamente 609.8 a aproximadamente 1,066.8 m/minuto (aproximadamente 2,000 a aproximadamente 3,500 pies por minuto) . 15. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET parcialmente enfriadas se transportan al segundo separador a una presión desde aproximadamente 1.4 a aproximadamente 2.1 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 20 a aproximadamente 30 psia) . 16. El proceso para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las hojuelas de PET parcialmente enfriadas transportadas al segundo separador se enfrían más a una temperatura inferior a aproximadamente 66 °C (aproximadamente 160 °F) . 17. Un procedimiento para enfriar hojuelas de PET post-reactor de estado sólido, caracterizado porque comprende las etapas de: transportar hojuelas de PET a una velocidad desde aproximadamente 22.7 a aproximadamente 227 kg/minuto (aproximadamente 50 a aproximadamente 500 libras por minuto) desde un reactor de estado sólido a un primer separador, en la presencia de aire y agua a una temperatura elevada, el aire viaja a una velocidad desde aproximadamente 609.8 a aproximadamente 1,066.8 m/minuto (aproximadamente 2000 a aproximadamente 3,500 pies por minuto) a una presión desde aproximadamente 1.4 a aproximadamente 2.1 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 20 a aproximadamente 30 psia) con lo que las hojuelas de PET se enfrían parcialmente a una temperatura desde aproximadamente 88 a aproximadamente 102 °C (aproximadamente 190 a aproximadamente 215 °F) y el agua se convierte substancialmente a vapor por contacto con las hojuelas de PET; separar el vapor de las hojuelas de PET parcialmente enfriadas; y transportar las hojuelas de PET parcialmente enfriadas desde el primer separador a un segundo separador, en la presencia de aire a presión elevada, el aire viaja a una velocidad de aproximadamente 609.8 a aproximadamente 1,066.8 m/minuto (aproximadamente 2000 a aproximadamente 3500 pies por minuto) a una presión desde aproximadamente

1.4 a aproximadamente

2.1 kg/cm2 absolutos (aproximadamente 20 a aproximadamente 30 psia) con lo que las hojuelas de PET se enfrían y secan más.