BR112013007376B1 - método para alimentação de um composto antiestático a um reator de polimerização, suspensão de catalisador, seu uso e processo para a polimerização de olefinas - Google Patents
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Abstract
MÉTODO PARA ALIMENTAÇÃO DE UM COMPOSTO ANTIESTÁTICO A UMA REAÇÃO POLIMERIZAÇÃO. A presente invenção refere-se a um método para alimentação de um composto antiestático a uma reação de polimerização, o método compreendendo as etapas de: a) dispersão, sob condições de mistura, de um pó de catalisador de um composto antiestático em um meio líquido, de modo a formar uma suspensão do pó de catalisador e do composto antiestático no meio líquido; b) transferência da suspensão obtida a uma reação de polimerização
Description
[0001] A presente invenção se refere a um método para alimentação de um composto antiestático a um reator de polimerização. A invenção também se refere a um processo para a polimerização de olefinas efetuado na presença de um composto antiestático alimentado ao reator de polimerização com o método da invenção.
[0002] Nos processos de polimerização efetuados em processos contínuos, particularmente processos de fase gás, para polimerização de olefina, existe uma necessidade de enfrentar a formação de aglomerados de polímero no reator de polimerização. Os aglomerados de polímero envolvem muitos efeitos negativos: por exemplo, eles podem romper a descarga de polímero a partir do reator pelo tamponamento das válvulas de descarga de polímero. Além disso, os aglomerados podem também cobrir parcialmente a grade de fluidização do reator com uma perda na eficiência de fluidização.
[0003] Verificou-se que a presença de partículas finas de polímero no meio de polimerização, favorece a formação de aglomerados de polímero: este finos podem estar presentes como um resultado da introdução de partículas finas de catalisador, ou quebra de catalisador e partículas de polímero no interior do meio de polimerização. Os finos são acreditados se depositarem em, e aderirem eletrostaticamente às paredes internas do reator de polimerização, e o equipamento para reciclagem da corrente gasosa, tal como, por exemplo, o trocador de calor. Se os finos permanecem ativos, então as partículas crescerão em tamanho, resultando na formação de aglomerados, também causados pela fusão parcial do próprio polímero. Estes aglomerados quando formados no interior do reator de polimerização tendem a estarem na forma de folhas. Os aglomerados podem também tamponar parcialmente o trocador de calor projetado para remover o calor do reator de polimerização.
[0004] Várias soluções foram propostas para resolver o problema de formação de aglomerados durante um processo de polimerização de fase gás. Estas soluções incluem a desativação das partículas finas de polímero, o controle da atividade catalítica e, acima de tudo, a redução da carga eletrostática, pela introdução de agentes antiestáticos dentro do reator.
[0005] O EP 359444 descreve a introdução no reator de polimerização de pequenas quantidades de um retardador de atividade para manter substancialmente constante, ou a taxa de polimerização, ou o teor de metal de transição no polímero produzido. O processo é referido para produzir um polímero sem formação de aglomerados.
[0006] O USP 4.803.251 descreve um processo para redução do invólucro de polímero utilizando um grupo de aditivos químicos, que geram ambas cargas positiva e negativa no reator, e que são alimentados ao reator em uma quantidade de a partir de cerca de 0,1 a cerca de 25 ppm baseado na alimentação de monômero, preferivelmente etileno, de modo a impedir a formação de cargas positiva ou negativa indesejadas.
[0007] O EP 560035 revela um processo de polimerização em que um composto antidepósito encrostado é usado para eliminar ou reduzir a composição de partículas de polímero nas paredes de um reator de polimerização de fase gás. Este composto antidepósito encrostado é preferivelmente selecionado de alquidietanolaminas, que podem ser alimentados em qualquer estágio do processo de polimerização de fase gás em uma quantidade maior do que 100 ppm por peso com relação ao (co) polímero produzido. Referido composto antidepósito encrostado é capaz de inibir seletivamente a polimerização nas partículas de polímero maiores do que 850 pm, as últimas sendo responsáveis pelos problemas de depósito encrostado e envelopamento do polímero.
[0008] Pode ser apontado que, quando da polimerização de olefinas por meio de um reator de leito fluidizado, a literatura da técnica anterior ensina principalmente introduzir compostos antiestáticos ou antidepó-sito encrostado diretamente dentro do reator de polímero fluidizado. Como uma alternativa, estes aditivos são ensinados serem alimentados em correspondência da linha de reciclo de gás do reator de polimerização. Alguns compostos químicos tendo propriedades antiestáticas e/ou antidepósito encrostado estão em uma forma sólida à temperatura ambiente: exemplos deles são hidroxiésteres, tais como gliceril monoeste-arato (GMS) e gliceril monopalmitato. Naturalmente, as altas temperaturas existentes dentro de um reator de polimerização de fase gás ga-rantem uma rápida fusão de tais aditivos sólidos, uma vez que eles são introduzidos no reator. Contudo, problemas técnicos ocorrem para alimentação de referidos aditivos sólidos ao reator, porque eles não podem fluir através das linhas de alimentação, como no caso de compostos antiestáticos líquidos. É, portanto, necessário dispor um dispositivo aquecedor em cada linha de alimentação, de modo a fundir o aditivo e assegurar sua escoabilidade através das linhas de alimentação. Geralmente, mais linhas para alimentação de um antiestático estão presentes em uma instalação de polimerização de fase gás, de modo que, não obstante a quantidade total de aditivo a ser alimentado seja baixa, o arranjo de mais aquecedores em cada linha de alimentação (tubos com jaquetas) aumenta a complexidade da instalação de polimerização e o consumo de energia.
[0009] Pelas razões acima, seria grandemente desejável encontrar um método alternativo para introdução de compostos antiestéticos e/ou antidepósito encrostado em um reator de polimerização.
[0010] A Requerente surpreendentemente agora verificou um método inovador para alimentação de componentes antiestáticos a um reator de polimerização, o método compreendendo a preparação de uma suspensão de catalisador incorporando referidos componentes anties-táticos e a transferência sucessiva da suspensão de catalisador ao reator de polimerização.
[0011] É, portanto, um primeiro objetivo da presente invenção um método para alimentação de um composto antiestático a um reator de polimerização, o método compreendendo as etapas de: a) dispersão, sob condições de mistura, de um pó de catalisador e de um composto antiestático em um meio líquido, de modo a formar uma suspensão do pó de catalisador e do composto antiestático no meio líquido; b) transferência da suspensão obtida a um reator de polime-rização.
[0012] O método, de acordo com a presente invenção, se revela particularmente vantajoso, visto que ele permite preparar uma suspensão de catalisador preservando a morfologia catalítica através de toda a linha que liga o vaso de armazenagem de catalisador ao reator de polimerização. Além disso, o método alcança também a introdução em um reator de polimerização de aditivos antiestáticos e/ou antidepósito encrostado juntos com a suspensão de catalisador, reduzindo, desse modo, o risco de ter problemas de depósito encrostado dentro do reator de polimerização.
[0013] Os termos “agentes antidepósito encrostado” ou “agente antiestático”, conforme usados na presente descrição, incluem: -substâncias antiestáticas capazes de neutralizarem as cargas eletrostáticas das partículas de polímero; -desativadores de cocatalisador que desativam parcialmente o co-catalisador de alumínio alquil, provido que eles não inibem substancialmente a atividade total de polimerização.
[0014] Consequentemente, um “agente antidepósito encrostado” ou “agente antiestático”, de acordo com a invenção, é qualquer substância que é capaz de impedir, eliminar ou reduzir substancialmente a formação de composição de polímero em qualquer equipamento da instalação de polimerização, incluindo envelopamento das paredes do reator e depósito de aglomerados de polímero na linha de reciclo de gás.
[0015] O “meio líquido” usado para formar a suspensão da presente invenção é necessariamente um composto inerte em direção ao sistema catalítico, isto é, ele não pode reagir com os componentes catalíticos, tais como o componente sólido, os compostos doadores, e os ativadores catalíticos. O “meio líquido” usado na presente invenção pode ser selecionado de hidrocarbonetos líquidos tendo um número de átomos de carbono de 3 a 12. Alternativamente, o meio líquido pode ser selecionado de óleos minerais e óleos sintéticos.
[0016] Os óleos minerais são uma mistura de hidrocarbonetos tendo uma distribuição de peso molecular compreendida entre 100 e 1000, com um peso molecular médio Mw variando de 200 a 500. Eles são compostos líquidos à temperatura ambiente, imiscíveis com água, e têm uma pressão de vapor relativamente baixa. Óleos minerais preferidos são óleos brancos parafínicos e, entes estes, óleos de vaselina. Além disso, sendo o catalisador extremamente sensível a oxigênio e umidade, o meio líquido usado para preparar a suspensão de catalisador tem que ser previamente desgaseificado, por meio de armazenagem sob uma atmosfera inerte e secagem com um fluxo de nitrogênio: este pré-tratamento remove traços de umidade e oxigênio.
[0017] O meio líquido é geralmente o primeiro componente que é carregado no tanque de dispersão usado para preparar a suspensão de catalisador da invenção. O pó de catalisador deve preferivelmente ser adicionado vagarosamente ao tanque de dispersão contendo o meio líquido, de modo a favorecer uma dispersão ótima do pó de catalisador na massa de meio líquido, evitando a formação de aglomerados de catalisador dentro do meio líquido.
[0018] O pó de catalisador tem que ser previamente armazenado dentro de um tambor sob uma atmosfera inerte. Componentes de catalisador preferidos usados para formar a suspensão de catalisador da invenção são componentes de catalisador Ziegler-Natta compreendendo um haleto de magnésio, um composto de titânio tendo pelo menos uma ligação Ti-halogênio, e, opcionalmente, compostos doadores de elétron.
[0019] O composto antiestático usado na presente invenção pode ser incorporado na suspensão de catalisador em uma forma líquida, ou, alternativamente, na forma sólida. O estado físico do antiestático incorporado na suspensão de catalisador depende do ponto de fusão do antiestático e da temperatura selecionada quando da formação da suspensão de catalisador. Em qualquer caso, as condições operantes têm que assegurar uma dispersão homogênea do agente antiestático no meio líquido.
[0020] De acordo com uma primeira concretização da invenção, o composto antiestático é incorporado na suspensão de catalisador como um componente líquido. Neste caso, o tanque de dispersão é primeiro carregado com a massa de meio líquido e, sucessivamente, o líquido antiestático é adicionado ao tanque de dispersão sob condições de agitação. Estes dois componentes líquidos são misturados entre si por um tempo geralmente compre4endido entre 10 e 60 minutos, preferivelmente entre 20 e 45 minutos. As condições de agitação favorecem uma mistura íntima do antiestático com o meio líquido, conduzindo, desse modo, à formação de uma mistura de líquido contendo o meio líquido e o composto antiestático. Sucessivamente, o pó de catalisador é carregado no tanque de dispersão e o catalisador é disperso na mistura de meio líquido/antiestático mantendo-se o tanque sob condições de mistura por um tempo compreendido entre 30 e 150 minutos, preferivelmente entre 45 e 120 minutos.
[0021] De acordo com uma segunda concretização da invenção, o composto antiestático é incorporado na suspensão de catalisador como um componente sólido, por exemplo, na forma de pó ou micro-contas. Esta concretização pode ser aplicada àqueles agentes antiestáticos, que estão no estado sólido à temperatura ambiente. Neste caso, a suspensão de catalisador da presente invenção pode ser preparada seguindo dois procedimentos alternativos diferentes, denominados “procedimento de baixa temperatura” e “procedimento de alta temperatura”.
[0022] De acordo com o “procedimento de baixa temperatura”, ambos o catalisador e o antiestático são dispersos como componentes sólidos no meio líquido, e o meio líquido é alimentado ao tanque de dispersão a uma temperatura variando de 5C° a 40°C, preferivelmente de 10 a 30°C. O tanque de dispersão é equipado com um dispositivo de agitação, que pode ser, por exemplo, um agitador de âncora ou um agitador de fita. Sucessivamente, o catalisador e o pó de antiestático são carregados ao tanque de dispersão contendo o meio líquido, enquanto que mantém o tanque de dispersão sob condições de agitação. A sequência de alimentação de pó de catalisador e antiestático ao tanque de dispersão pode serem qualquer ordem, mas, preferivelmente, estes componentes sólidos são carregados simultaneamente de um tambor de armazenagem contendo estes componentes em uma forma de pré-mistura. Após sua introdução no tanque contendo o meio líquido, a suspensão é mantida sob condições de mistura por um tempo compreendido entre 30 e 150 minutos, preferivelmente entre 45 e 120 minutos, de modo a assegurar um umedecimento completo e dispersão de catalisador e pó de antiestático no meio líquido.
[0023] De acordo com o “procedimento de alta temperatura”, o meio líquido é alimentado a uma temperatura variando de 40C° a 90°C, preferivelmente de 60 a 80°C, a um tanque de dispersão equipado com um dispositivo de agitação. Sucessivamente, o pó de catalisador é carregado no tanque de dispersão, enquanto que mantém a temperatura na mesma faixa de alta temperatura (40-90°C). A mistura de meio líquido e pó de catalisador é, consequentemente, mantida sob condições de agitação por um tempo compreendido entre 30 e 150 minutos, preferivelmente entre 45 e 120 minutos, de modo a assegurar uma dispersão completa do catalisador no meio líquido.
[0024] Sucessivamente, a suspensão de catalisador obtida é resfriada a uma temperatura variando de 5 a 40°C, preferivelmente de 20 a 35°C, e, somente neste estágio, a suspensão de catalisador é adicionada com pó ou microcontas do composto antiestático, enquanto que mantém a suspensão sob condições de agitação. Após a alimentação do antiestático, a suspensão é, em seguida, mantida sob condições de mistura por um tempo compreendido entre 10 e 120 minutos, preferivelmente entre 30 e 90 minutos, para assegurar uma dispersão completa do agente antiestático no meio líquido. Durante a preparação da sus-pensão de catalisador, as condições de mistura são adequadamente selecionadas com uma intensidade de agitação, tal como para evitar o assentamento de catalisador e pó antiestático no fundo do tanque de dispersão. Por outro lado, a velocidade de ponta do dispositivo de agitação não pode exceder um limite superior, que pode, de outro modo, causar a quebra do pó de catalisador quando colidindo contra o dispositivo de agitação. Como uma consequência, as condições de mistura durante a preparação da suspensão de catalisador são ajustadas mantendo-se a velocidade de ponta do dispositivo de agitação do tanque de dispersão em valores compreendidos entre 0,2 e 0,8 m/s, preferivelmente entre 0,4 e 0,6 m/s.
[0025] A quantidade de pó de catalisador alimentado à etapa a) da invenção é tal para formar uma suspensão de catalisador no meio líquido com uma concentração de 30 g/l a 400 g/l, preferivelmente de 50 g/l a 250 g/l (gramas de catalisador por litro de meio líquido).
[0026] A quantidade de composto antiestático alimentada à etapa a) da invenção é tal que a razão de peso entre o antiestático e o catalisador é geralmente compreendida em uma faixa de 0,01 a 5,0, preferivelmente de 0,10 a 3,0.
[0027] Agentes antidepósito encrostado adequados podem ser selecionados a partir das seguintes classes: (1) hidroxiésteres com pelo menos dois grupos hidroxil livres, tais como glicerol monoestearato (GMS90) e glicerol mono palmi-tato; (2) alcoóis contendo até 7 átomos de carbono; (3) cetonas contendo até 7 átomos de carbono; (4) óleos poliepoxidato, tais como óleo de soja epoxidizado (por exemplo, EDENOL D81) e óleo de linhaça epoxidizado (por exemplo, EDENOL D316); (5) poliglicerol ésteres, tal como diglicerol monooleato (por exemplo, GRINSTED PGE O80/D); (6) alquildietanolaminas de fórmula R-N(CH2CH2OH)2 no qual R é um radical alquil compreendido entre 10 e 20 átomos de carbono; (7) amidas de fórmula R-CONR’R”, no qual R, R’, e R” podem ser os mesmos ou diferentes, e são um radical hidrocarboneto saturado ou insaturado tendo 1 a 20 átomos de carbono.
[0028] A classe preferida de agentes antiestáticos usados no processo da invenção é representada por hidroxiésteres de classe (1). O mais preferido é o glicerol monoestearato (GMS90), que é adicionado ao tanque de dispersão da etapa a) na forma de pó ou microcontas: morfologias preferidas são microcontas.
[0029] Entre os compostos de classe (6), o antiestático preferido é um produto comercial vendido sob a marca comercial ATMER163® (mistura sintética de alquildietanolaminas de fórmula R-N(CH2CH2OH)2, onde R é um radical alquil C13-C15). Também alquildietanolaminas de base natural podem ser mencionadas, por exemplo, ARMOSTAT 410LM.
[0030] O método, de acordo com a presente invenção, apresenta as seguintes vantagens técnicas. As condições operantes adotadas são tais para assegurar um umedecimento completo das partículas de catalisador, incluindo os poros de partícula, pelo meio líquido, de modo que a interposição de uma camada de meio líquido impede uma fricção direta acidental entre as partículas de catalisador. Isto contribui para preservar as propriedades morfológicas das partículas catalíticas ao longo da alimentação de linha da suspensão de catalisador a um reator de polimerização, evitando uma formação indesejada de partículas de baixo tamanho de polímero (finas) durante as sucessivas etapas de pré-polimerização e polimerização. Além disso, diferentemente das suspensões catalíticas conhecidas na técnica, a suspensão de catalisador da presente invenção contém incorporado pelo menos um agente antiestático, que é livremente liberado no meio de polimerização na forma de um líquido finamente dividido, uma vez que a suspensão de catalisador entra no reator de polimerização. Isto dá a vantagem adicional de reduzir as cargas eletrostáticas no meio de polimerização, e minimizando os problemas de depósito encrostado dentro do reator de polimerização.
[0031] É, portanto, um segundo objetivo da invenção uma suspensão de catalisador compreendendo um pó de catalisador e pelo menos um composto antiestático disperso em um meio líquido, referida suspensão de catalisador sendo caracterizada em que a concentração de catalisador no rerido meio líquido varia de 30 g/l a 400 g/l, preferivelmente de 50 g/l a 250 g/l, e a razão de peso entre referido antiestático e referido catalisador é geralmente compreendida em uma faixa de 0,01 a 5,0, preferivelmente de 0,10 a 3,0.
[0032] O “meio líquido” usado para preparar a suspensão de catalisador acima pode ser selecionado de hidrocarbonetos líquidos tendo um número de átomos de carbono de 3 a 12. Alternativamente, o meio líquido pode ser selecionado de óleos minerais e óleos sintéticos. Os óleos minerais são uma mistura de hidrocarbonetos tendo uma distribuição de peso molecular compreendida entre 100 e 1000, com um peso molecular médio Mw variando de 200 a 500 (medido a 150°C e uma taxa de fluxo de 1,0 mL/min por cromatografia de permeação de gel).
[0033] Óleos minerais preferidos são óleos brancos parafínicos e, entes estes, óleos de vaselina. Os óleos brancos são misturas incolores, inodoras, sem sabor de hidrocarbonetos parafínicos saturados e naftê-nicos. Estes óleos quimicamente quase inertes são virtualmente livres de nitrogênio, enxofre, oxigênio e aromáticos. Óleos brancos adequados são OB22 AT, Winog 70, Duo Prime 500, Fina Vestan A 360B e Shell Ondina 64.
[0034] Óleos sintéticos são selecionados de óleos de silicone e compostos químicos sintetizados usando componentes de petróleo quimicamente modificados, preferivelmente do que óleo bruto total. Os óleos sintéticos podem ser obtidos, por exemplo, pela oligomerização de deceno, fracionando o produto a uma média de 30 átomos de carbono e sucessiva hidrogenação.
[0035] Foi adicionalmente observado que uma baixa viscosidade do óleo contribui para manter não mudada a distribuição de tamanho de partícula das partículas catalíticas durante a preparação da suspensão de catalisador da invenção. Como uma consequência, é preferível selecionar óleo branco parafínico com uma baixa viscosidade dinâmica. Geralmente, óleos brancos de parafina adequados usados na presente invenção têm uma viscosidade dinâmica a 20°C compreendida entre 10 e 250 centiPoise, preferivelmente entre 20 e 200 centiPoise.
[0036] Os componentes de catalisador preferidos usados para formar a suspensão de catalisador da invenção são componentes de catalisador Ziegler-Natta compreendendo um haleto de magnésio, um composto de titânio tendo pelo menos uma ligação Ti-halogênio, e, opcionalmente, compostos doadores de elétron. O haleto de magnésio é preferivelmente MgCh na forma ativa que é amplamente conhecida da literatura de patente como um suporte para catalisadores Ziegler-Natta. Os compostos de titânio preferidos são TiCk e TiCh; além disso, também Ti-haloalcoholatos de fórmula Ti(OU)n-yXy podem ser usados, onde n é a valência de titânio, y é um número entre 1 e n-1, X é halogênio, e R é um radical hidrocarboneto tendo de 1 a 10 átomos de carbono.
[0037] Outros componentes de catalisador sólidos que podem ser usados são catalisadores baseados em um óxido de cromo suportado em um óxido refratário, tal como sílica, e ativados por um tratamento de calor. Estes catalisadores consistem de trióxido de cromo (VI), quimicamente fixado em sílica gel. Estes catalisadores são produzidos sob condições de oxidação por aquecimento de sílica géis que foram dopados com sais de cromo(lll) (precursor ou pré-catalisador). Durante este tratamento de calor, o cromo(lll) oxida à cromo(VI), o cromo(VI) é fixado, e o grupo hidroxil de sílica gel é eliminado como água.
[0038] Outros componentes de catalisador sólidos úteis são catalisadores de local simples suportados em um transportador, preferivelmente catalisadores de metaloceno compreendendo: (1) pelo menos um composto de metal de transição contendo pelo menos uma ligação n; (2) pelo menos um cocatalisador selecionado de um alumo-xano ou um composto capaz de formar um cátion de alquilmetaloceno.
[0039] Outras vantagens e características da presente invenção são ilustradas na seguinte descrição detalhada com referência à Figura em anexo, que mostra uma concretização de processo que é representative e não limitativa do escopo da invenção.
[0040] A Figura 1 mostra uma concretização para efetuar a invenção em que pó de catalisador e microcontas de Ziegler-Natta de glicerol monoestearato (GMS90) como um antiestático, são usados para preparar a suspensão de catalisador. A Figura 1 também mostra dispositivos e linhas adequados para transportar a suspensão de catalisador a partir do tanque de preparação até o reator de polimerização, incluindo as etapas de ativador de catalisador e a polimerização de olefina em um reator de leito fluidizado.
[0041] Um componente catalítico Ziegler-Natta é armazenado na forma de um pó seco dentro do tambor 1, enquanto que microcontas de glicerol monoestearato são armazenadas no tambor 2. O vaso 3 contém o meio líquido, por exemplo, um óleo branco de parafina, necessário para formar a suspensão de catalisador da invenção. Um tanque de dispersão 5 dotado com um dispositivo de agitação 6 é usado para preparar a suspensão de catalisador. O tanque de dispersão 5 é primeiro preenchido com o óleo proveniente do vaso 3, via linha 7.
[0042] O pó de catalisador é descarregado do tambor de armazenagem 1, via linha 8, enquanto que as microcontas de GMS90 são descarregadas do tambor 2, via linha 9. Ambos estes componentes são carregados no tanque de dispersão 5 preenchido com óleo, e sua carga pode ser realizada simultaneamente.
[0043] Quando a alimentação do pó de catalisador e o agente antiestático no tanque de dispersão 5 é completada, a mistura é mantida sob agitação pelo tempo adequado indicado acima de modo a assegurar uma completa dispersão do catalisador e GMS90 na massa oleosa.
[0044] Conforme mostrado na Figura 1, a suspensão de catalisador é retirada do tanque de dispersão 5 evitando o uso de uma válvula de descarga, por exemplo, uma válvula esfera, mas usando um dispositivo capaz de retirar a dispersão de catalisador sem movimentos bruscos. Uma seringa de dosagem 11 é usada para retirar suavemente a suspensão de catalisador a partir do tanque de dispersão 5, e impulsioná-la suavemente na linha 12a e 12b. Além disso, um par de duas seringas de dosagem 13 e 14 é explorado para assegurar uma medição contínua e delicada da suspensão de catalisador para a etapa sucessiva de ativação de catalisador. Enquanto que a seringa 13 é preenchida com a suspensão de catalisador proveniente da linha 12a, a segunda seringa 14 impulsiona e transfere a suspensão de catalisador para a linha 15. Do mesmo modo, quando a seringa 14 é preenchida com a suspensão de catalisador proveniente da linha 12b, a primeira seringa 13 impulsiona e transfere a suspensão de catalisador para a linha 15 e, conse-quentemente, para um vaso de ativação de catalisador 16.
[0045] Um composto de organo-alumínio como o ativador de catalisador é alimentado, via a linha 17, para o vaso de ativação 16. Também, um solvente de hidrocarboneto, tal como propano, é convenientemente alimentado, via a linha 18, para o vaso de ativação 16, opcionalmente junto com um composto doador de elétrons.
[0046] O sistema de catalisador ativado é, consequentemente, descarregado a partir do vaso de ativação 16 e alimentado, via a linha 19, a um reator de leito fluidizado 20. Este reator de fase gás é tipicamente operado a uma pressão compreendida entre 10 e 30 bar, e a uma temperatura compreendida entre 50 e 110°C.
[0047] O reator de leito fluidizado 20 compreende um leito fluidizado 21 de polímero, uma grade de fluidização 22, e uma zona de redução de velocidade 23. A zona de redução de velocidade 23 é geralmente de diâmetro aumentado comparado ao diâmetro da porção de leito fluidizado do reator. O leito de polímero é mantido em um estado de fluidização por um fluxo ascendentemente de gás alimentado através da grade de fluidização 23 colocada na porção de fundo do reator.
[0048] Esquematicamente, monômeros de olefina frescos, por exemplo, etileno e 1-hexeno, são alimentados ao reator de leito fluidi-zado 20, via linha 24, que é disposta em correspondência da linha de reciclagem de gás 25, através da qual os monômeros não reagidos e diluentes de polimerização são continuamente reciclados a partir da zona de redução de velocidade 23 até a grade de fluidização 22.
[0049] A linha de reciclagem de gás 25 é equipada com um compressor 26 e um trocador de calor 27 colocado à jusante do compressor 26. A poliolefina produzida é continuamente descarregada a partir do leito de polímero, via linha 28, e é, em seguida, transferida para a seção de acabamento da instalação de polimerização, ou, alternativamente, pode ser transferida para um segundo reator de fase de gás (não mostrado) quando um processo de polimerização de multiestágio é realizado.
[0050] Pelas razões acima explanadas, a suspensão de catalisador compreendendo pelo menos um composto antiestático, conforme aqui revelado, é particularmente adequada para ser usada em um reator de fase gás ou em um reator de fase líquida para polimerização de olefinas. O uso desta suspensão de catalisador assegura uma taxa de fluxo controlada de pó de catalisador introduzido no reator de polimerização, e, simultaneamente uma liberação contínua no meio de polimerização de um composto antiestático capaz de neutralizar as cargas eletrostáticas.
[0051] É, portanto, um terceiro objetivo deste pedido de patente o uso da suspensão de catalisador acima compreendendo pelo menos um composto antiestático em um processo para a polimerização de olefinas.
[0052] É um objetivo adicional da invenção um processo para a polimerização de olefinas compreendendo a etapa de polimerizar uma ou mais a-olefinas de fórmula CH2=CHR, onde R é hidrogênio ou um radical hidrocarboneto tendo de 1 a 12 átomos de carbono, em uma ou mais reações de polimerização na presença de um composto antiestático alimentado ao reator de polimerização pelo método acima descrito.
[0053] A suspensão de catalisador pode ser opcionalmente submetida a pré-polimerização em um reator de circuito fechado antes da alimentação ao reator de polimerização. A pré-polimerização do sistema de catalisador é usualmente efetuada uma baixa temperatura em uma faixa de 0°C a 60°C.
[0054] O método da invenção é adequado para alimentação de um composto antiestático a qualquer instalação de polimerização compreendendo uma ou mais reações de polimerização de fase líquida e/ou de fase gás. A etapa de polimerização de olefina pode ser realizada em reatores de frase líquida, tais como reatores de circuito fechado e reatores de tanque agitado continuamente (CSTR).
[0055] A etapa de polimerização pode ser também realizada em uma ou mais reações de polimerização de fase gás incluindo reatores de leito fluidizado, reatores de leito agitado e reatores tendo duas zonas de polimerização interligadas, conforme descrito em EP-B-782587 e EP-B-1012195.
Claims (14)
1. Método para alimentação de um composto antiestático a um reator de polimerização (20), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a) dispersar, sob condições de mistura, um pó de catalisador e um composto antiestático em um meio líquido, de modo a formar uma suspensão do pó de catalisador e do composto antiestático no meio líquido; b) transferir a suspensão obtida para um reator de polimerização; em que o composto antiestético é incorporado na suspensão de catalisador como um componente sólido.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa a) compreende a sequência de: -alimentar o referido meio líquido em uma temperatura variando de 5°C a 40°C a um tanque de dispersão (5) equipado com um dispositivo de agitação (6); -carregar, em qualquer que seja a ordem, o referido pó de catalisador e o referido composto antiestático ao referido tanque de dispersão (5), enquanto se mantém o tanque de dispersão (5) sob condições de agitação; -submeter a suspensão a condições de mistura por um tempo compreendido entre 30 e 150 minutos.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa a) compreende a sequência de: -alimentar o referido meio líquido em uma temperatura variando de 40°C a 90°C a um tanque de dispersão (5) equipado com um dispositivo de agitação (6); -carregar o pó de catalisador no referido tanque de dispersão (5), enquanto se mantém a temperatura em uma faixa de 40°C a 90°C, -misturar a suspensão de catalisador no referido meio líquido por um tempo entre 30 e 150 minutos, -resfriar a suspensão de catalisador a uma temperatura variando de 5°C a 40°C, -adicionar o referido composto antiestático na forma de pó ou microcontas à suspensão de catalisador, enquanto se mantém a suspensão sob condições de agitação, -submeter a suspensão a condições de mistura por um tempo compreendido entre 10 e 120 minutos.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o referido meio líquido é um hidro-carboneto líquido C3-C12.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que 0 referido meio líquido é um óleo branco parafínico com uma viscosidade dinâmica a 20°C compreendida entre 10 e 250 centiPoise.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que 0 referido composto antiestático é selecionados a partir das seguintes classes: (1) hidroxiésteres com pelo menos dois grupos hidroxila livres; (2) alcoóis contendo até 7 átomos de carbono; (3) cetonas contendo até 7 átomos de carbono; (4) óleos de soja poliepoxidato e óleos de linhaça epoxidiza-dos; (5) poliglicerol ésteres; (6) alquildietanolaminas de fórmula R-N(CH2CH2ÜH)2 em que R é um radical alquila compreendido entre 10 e 20 átomos de carbono; (7) amidas de fórmula R-CONR’R”, em que R, R’, e R” podem ser os mesmos ou diferentes, e são um radical hidrocarboneto saturado ou insaturado tendo 1 a 20 átomos de carbono.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o referido composto antiestático é glicerol monoestearato.
8. Suspensão de catalisador, caracterizada pelo fato de que compreende um pó de catalisador e um composto antiestático disperso em um meio líquido, em que a concentração de catalisador no meio líquido varia de 30 g/l a 400 g/l e a razão em peso entre o referido composto antiestático e o referido pó de catalisador é compreendida em uma faixa de 0,01 a 5,0.
9. Suspensão de catalisador de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o referido meio líquido é um hidrocarboneto líquido C3-C12.
10. Suspensão de catalisador de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que 0 referido meio líquido é um óleo branco parafínico com uma viscosidade dinâmica a 20°C compreendida entre 10 e 250 centiPoise.
11. Suspensão de catalisador de acordo com a reivindicação 9 e 10, caracterizada pelo fato de que 0 referido pó de catalisador é um componente catalítico sólido compreendendo um haleto de magnésio, um composto de titânio tendo pelo menos uma ligação Ti-halogênio e, opcionalmente, compostos doadores de elétrons.
12. Uso da suspensão de catalisador como definida em qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de ser em um processo para a polimerização de olefinas.
13. Processo para a polimerização de olefinas, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de polimerizar uma ou mais a-olefinas de fórmula CH2=CHR, onde R é hidrogênio ou um radical hidro-carboneto tendo de 1 a 12 átomos de carbono, em um ou mais reatores de polimerização (20) na presença de um composto antiestático alimentado ao reator de polimerização (20) pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os reatores de polimerização (20) são reatores de fase gás selecionados dentre reatores de leito fluidizado, reatores de leito agitado e reatores tendo duas zonas de polimerização interconec-tadas
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