BR112013009159B1 - processo e sistema de produção de polietileno - Google Patents

Abstract

separação de etileno aprimorada. a presente invenção refere-se a um processo de produção de polietileno, compreendendo entrar em contato com etileno e um catalisador de polimerização sob condições de reação adequadas para produzir um fluxo de produto de polimerização, separando um fluxo de gás leve do fluxo de produto de polimerização, onde o fluxo de gás leve compreende etano e etileno não reagido, entrar em contato com o fluxo de gás leve com um sistema de solvente de absorção, em que pelo menos uma porção de etileno do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção, removendo gases não absorvidos do fluxo de gás leve do contato com o sistema de solvente de absorção para formar um fluxo de gás residual e recuperar o etileno do sistema de solvente de absorção.

Description

PROCESSO E SISTEMA DE PRODUÇÃO DE POLIETILENO

FUNDAMENTOS

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se geralmente à produção de polietileno. Mais especificamente, esta invenção refere-se aos sistemas e processos para aprimorar a eficiência da produção de polietileno, diminuindo as perdas de etileno.

Fundamentos da Invenção

A produção de polímeros tal como polietileno de gases leves requer uma matéria-prima de pureza elevada de monômeros e comonômeros. Devido às pequenas diferenças de pontos de ebulição entre os gases leves em uma matéria-prima, a produção industrial de uma matéria-prima de pureza elevada pode exigir a operação de múltiplas colunas de destilação, pressões elevadas e temperaturas criogênicas. Como tal, os custos de energia associados à purificação de matérias-primas representam uma parte significativa do custo total da produção de tais polímeros. Além disso, a infraestrutura necessária para a produção, manutenção, e a reciclagem de matérias-primas de pureza elevada é uma parcela significativa do custo de capital associado.

Com a finalidade de compensar alguns dos custos e maximizar a produção, pode ser útil recuperar e/ou reciclar quaisquer gases de matéria-prima não reagidos, especialmente os reagentes de hidrocarbonetos leves, tal como o etileno. Gases compreendendo monômeros não reagidos podem ser separados do polímero após a reação de polimerização. O polímero é processado enquanto os monômeros não reagidos são recuperados a partir dos gases que são recuperados após a reação de polimerização. Para fazer isso, os fluxos de gás recuperado convencionalmente foram roteados através de um processo de purificação ou redirecionados por outras etapas de processamento redundante. Em ambos os casos, os processos convencionais de recuperação de monômero têm implicado em processos energeticamente desfavoráveis e onerosos.

Consequentemente há uma necessidade de alta eficiência de separação de etileno de um fluxo de reciclagem.

BREVE SUMÁRIO

Um processo de produção de polietileno, compreendendo colocar em contato etileno e um catalisador de polimerização sob condições de reação adequadas para produzir um fluxo de produto de polimerização, separar um fluxo

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2/35 de gás leve do fluxo de produto de polimerização, onde o fluxo de gás leve compreende etano e etileno não reagido, colocar em contato o fluxo de gás leve com um sistema de solvente de absorção, em que pelo menos uma porção de etileno do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção, remover os gases não absorvidos do fluxo de gás leve do contato com o sistema de solvente de absorção para formar um fluxo de gás residual, e recuperar o etileno do sistema de solvente de absorção.

Um processo de produção de polietileno, compreendendo colocar em contato etileno e um catalisador de polimerização em um reator de polimerização sob condições de reação adequado para produzir um fluxo de produto de polimerização, separar um fluxo de gás leve do fluxo de produto de polimerização, em que o fluxo de gás leve compreende etano e etileno reagido, colocar em contato o fluxo de gás leve com um sistema de solvente de absorção em um recipiente de absorção, em que pelo menos uma porção de etileno do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção para produzir uma composição compreendendo um complexo do sistema de solvente de absorção e etileno, e remover os gases não absorvidos do fluxo de gás leve do contato com o sistema de solvente de absorção.

Um sistema de produção de polietileno, compreendendo um fluxo de alimentação compreendendo etileno introduzido em um primeiro reator de polimerização, um fluxo de produto de polimerização emitido a partir do primeiro reator de polimerização e introduzido em um separador, um fluxo de gás leve compreendendo etileno não reagido emitido a partir do separador, o fluxo de gás leve sendo separado do fluxo de produto de polimerização e introduzido em um reator de absorção compreendendo um sistema de solvente de absorção, um conjugado de etileno-absorvente, em que o conjugado é formado a partir de etileno não reagido absorvido pelo sistema de solvente de absorção, e um fluxo de gás residual, compreendendo etano, em que o fluxo de gás residual compreende componentes de fluxo de gás leve que não são absorvidos pelo sistema de solvente de absorção.

O precedente tem delineado amplamente as características e vantagens técnicas da invenção de modo que a descrição detalhada da invenção que se segue possa ser melhor compreendida. As diversas características descritas acima, bem como outras características, serão facilmente perceptíveis aos versados na técnica ao ler a seguinte descrição detalhada das modalidades preferidas, e consultando os desenhos que acompanham.

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DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para uma descrição detalhada das modalidades preferidas da presente invenção, será feita agora referência aos desenhos que acompanham, em que:

A figura 1 ilustra um diagrama esquemático de uma primeira modalidade de um sistema de produção de polietileno;

a figura 2 ilustra um diagrama esquemático de uma segunda modalidade de um sistema de produção de polietileno;

a figura 3 ilustra um diagrama esquemático de uma terceira modalidade de um sistema de produção de polietileno;

a figura 4 ilustra um fluxograma de uma primeira modalidade de um processo de produção de polietileno;

a figura 5 ilustra um fluxograma de uma segunda modalidade de um processo de produção de polietileno;

a figura 6 ilustra um fluxograma de uma terceira modalidade de um processo de produção de polietileno; e a figura 7 ilustra um diagrama esquemático de uma modalidade de um sistema de produção de polietileno simulado.

DESCRIÇÃO DETELHADA

Sistemas, aparelhos, e processos relacionados à produção de polietileno com eficiência aprimorada são divulgados neste documento. Os sistemas, aparelhos e processos são geralmente relacionados à separação de um primeiro componente químico ou composto de uma composição resultante da produção de polietileno e compreendendo o primeiro componente químico ou composto e um ou mais outros componentes químicos, compostos ou similares.

Referindo-se à figura 1, um primeiro sistema de produção de polietileno (PEP) 100 é divulgado. O sistema de PEP 100 geralmente compreende um purificador 102, reatores 104, 106, um separador 108, um processador 110, um reator de absorção 116, e uma chama 114. Nas modalidades de PEP divulgadas neste documento, diversos componentes do sistema podem estar em comunicação fluida através de um ou mais conduítes (por exemplo, tubos, tubulações, linhas de fluxo, etc.) adequados para o transporte de um determinado fluxo, por exemplo, como mostrado detalhadamente pelos fluxos numerados em nas figuras 1 a 3.

Na modalidade da figura 1, um fluxo de alimentação 10 pode ser transmitido para o purificador 102. Um fluxo de alimentação purificado 11 pode ser transmitido a partir do purificador 102 para um ou mais dos reatores 104, 106. Onde tal sistema desse tipo compreende dois ou mais reatores, um fluxo do reator 15 pode ser

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4/35 transmitido a partir do reator 104 até o reator 106. Um fluxo de produto de polimerização 12 pode ser transmitido a partir de um ou mais dos reatores 104, 106 para o separador 108. Um fluxo de polímero 14 pode ser transmitido a partir do separador 108 para o transformador 110. Um fluxo de produto 16 pode ser emitido a partir do processador 110. Um fluxo de gás 18 pode ser transmitido a partir do separador 108 para o reator de absorção 116. Um fluxo residual 20 pode ser transmitido a partir do reator de absorção 116 e para a chama 114 e um fluxo de reciclagem 22 pode ser transmitido a partir do reator de absorção 116 para o separador 108. Um fluxo de reintrodução 24 pode ser transmitido a partir do separador 108 para o purificador 102.

Referindo-se à figura 2, um segundo sistema de PEP 200 deve ser divulgado, que tem um número de componentes do sistema em comum com PEP 100. Na modalidade alternativa, ilustrada por uma figura 2, o segundo sistema de PEP 200 adicionalmente compreende um desoxigenador 118. Alternativamente para o primeiro sistema de PEP 100 (conforme ilustrado em uma figura 1), na modalidade ilustrada por uma figura 2, o fluxo de gás 18 pode ser transmitido para o desoxigenador 118. Um fluxo de gás tratado 26 pode ser transmitido a partir do desoxigenador 118 para o reator de absorção 116.

Referindo-se à figura 3, um terceiro sistema de PEP 300 é divulgado, que tem um número de componentes do sistema em comum com PEP 100 e PEP 200. Na modalidade alternativa, ilustrada por uma figura 3, o terceiro sistema de PEP 300 adicionalmente compreende um regenerador 120 (por exemplo, um recipiente de dessorção). Alternativamente para o primeiro e o segundo sistemas de PEP 100 e 200, respectivamente, na modalidade ilustrada em uma figura 3, um fluxo complexado 28 pode ser transmitido a partir do reator de absorção 116 para o regenerador 120. Um fluxo de reciclagem 22 pode ser transmitido a partir do regenerador 120 para o separador 108, e um vapor de absorvente regenerado 30 pode ser transmitido a partir do regenerador 120 para o reator de absorção 116.

Diversas modalidades de sistemas de PEP adequados têm sido divulgadas, modalidades de um processo de PEP são agora divulgados. Uma ou mais das modalidades de um processo de PEP podem ser descritas tendo como referência um ou mais dos sistemas de PEP 100, sistema de PEP 200, e/ou sistema de PEP 300. Embora um determinado processo de PEP possa ser descrito com referência a uma ou mais modalidades de um sistema de PEP, tal divulgação não deve ser interpretada como assim limitando. Embora as diversas etapas dos processos divulgados neste documento possam ser divulgadas ou ilustradas em uma ordem

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5/35 específica, estas não devem ser interpretadas como limitando o desempenho destes processos a qualquer ordem específica a menos que indicado de outra forma.

Referindo-se à figura 4, um primeiro processo de PEP 400 é ilustrado. O processo de PEP 400 compreende geralmente no bloco 51 purificar um fluxo de alimentação, no bloco 52 polimerizar monômeros do fluxo de alimentação purificado para formar um produto de polimerização, no bloco 53, separar o produto de polimerização em um fluxo de polímero e um fluxo de gás, no bloco 54 processar o fluxo de polímero, no bloco 55 separar pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás para formar um fluxo de reciclagem e um fluxo residual, e no bloco 56 entrar em combustão com o fluxo residual.

Em uma modalidade, o primeiro processo de PEP 400 ou uma porção do mesmo pode ser implementado através do primeiro sistema de PEP 100 (por exemplo, conforme ilustrado em uma figura 1). Referindo-se às figuras 1 e 4, em uma modalidade, o fluxo de alimentação 10 pode compreender um reagente gasoso, particularmente, etileno. Em uma modalidade, purificar o fluxo de alimentação pode produzir um fluxo purificado 11 substancialmente compreendendo monômeros puros (por exemplo, monômeros de etileno) como serão descritos neste documento. A polimerização de monômeros do fluxo purificado 11 pode produzir o fluxo de produto de polimerização 12 geralmente compreendendo etileno não reagido, etano (que pode ser etano de subproduto formado a partir de etileno e hidrogênio) e um produto de polimerização (por exemplo, polietileno). A separação do fluxo de produto de polimerização 12 pode produzir o fluxo de polímero 14 (por exemplo, o polímero de polietileno) e o fluxo de gás 18 geralmente compreendendo monômero não reagido (por exemplo, o monômero de etileno) e diversos gases residuais (por exemplo, etano). O processamento do fluxo de polímero 14 pode produzir o fluxo de produto 16. A separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás 18 pode produzir um fluxo de reciclagem 22, geralmente compreendendo monômero de etileno não reagido e um fluxo de gás residual 20. Em uma modalidade, a separação do fluxo de gás 18 compreende etileno absorvente do fluxo de gás 18 para produzir o fluxo de gás residual 20 e, em seguida, liberar o etileno absorvido para formar o fluxo de reciclagem 22. O fluxo de reciclagem 22, compreendendo o etileno, pode ser pressurizado (por exemplo, retornar para o separador 108 para pressurização) e reintroduzido em um processo de PEP (por exemplo, o processo

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6/35 de PEP 400) como fluxo de reintrodução 24. A combustão do fluxo de gás residual 20 pode ser realizada com a chama 114.

Referindo-se à figura 5, um segundo processo de PEP 500 é ilustrado, que tem um número de etapas do processo em comum com o processo de PEP 400. Na modalidade alternativa, ilustrada por uma figura 5, o bloco 55 da figura 4 é reforçado pelo bloco 57 tratando o fluxo de gás para formar um fluxo de gás tratado e no bloco 55' separar pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás tratado para formar um fluxo de reciclagem e um fluxo residual.

Em uma modalidade, o segundo processo de PEP 500 ou uma porção do mesmo pode ser implementado através do segundo sistema de PEP 200 (por exemplo, como ilustrado na figura 2). Alternativamente para as modalidades das figuras 1 e 4, na modalidade das figuras 2 e 5 o tratamento do fluxo de gás 18 pode produzir o fluxo de gás tratado 26. Em uma modalidade, o tratamento do fluxo de gás 18 compreende desoxigenar o fluxo de gás 18. A separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás tratado 26 pode produzir um fluxo de reciclagem 22, geralmente compreendendo monômero de etileno não reagido e um fluxo de gás residual 20.

Referindo-se à figura 6, um terceiro processo de PEP 600 é ilustrado, que tem um número de etapas do processo em comum com o processo de PEP 500. Na modalidade alternativa, ilustrada pela figura 6, o bloco 55' da figura 5 é reforçado pelo bloco 55'' separando pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás tratado para formar um fluxo complexado e um fluxo de gás residual e no bloco 58, separando o fluxo complexado em um fluxo absorvente e um fluxo de reciclagem.

Em uma modalidade, o terceiro processo de PEP 600 ou uma porção do mesmo pode ser implementado através do terceiro sistema de PEP 300 (por exemplo, como ilustrado na figura 3). Alternativamente para as modalidades das figuras 14 e 25, na modalidade das figuras 3 e 6 separar pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás tratado 26 pode produzir um fluxo complexado de monômero-absorvente não reagido 28 (por exemplo, etileno-absorvente). Em uma modalidade, separar o fluxo complexado de monômero-absorvente 28 compreende a liberação do etileno absorvido para formar um fluxo de reciclagem 22 e um vapor de absorvente regenerado 30.

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, a purificação de um fluxo de alimentação (por exemplo, no bloco 51) pode compreender separar compostos indesejados e elementos de um fluxo de

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7/35 alimentação compreendendo etileno para formar um fluxo de alimentação purificado. Em uma modalidade, o fluxo de alimentação pode compreender etileno e diversos outros gases, tais como, mas não limitado a, metano, etano, acetileno, propileno, diversos outros hidrocarbonetos, tendo três ou mais átomos de carbono ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a purificação de um fluxo de alimentação pode compreender qualquer método ou processo adequado, incluindo os exemplos não limitantes de filtragem, triagem da membrana, reação com diversos produtos químicos, absorção, adsorção, destilações, ou combinações dos mesmos.

Nas modalidades como ilustrado pelas figuras 1 a 3, a purificação de um fluxo de alimentação pode compreender roteamento do fluxo de alimentação 10 para o purificador 102. Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o purificador 102 pode compreender um dispositivo ou aparelho adequado para a purificação de um ou mais gases reagentes em um fluxo de alimentação compreendendo uma pluralidade de compostos gasosos potencialmente indesejados, elementos, contaminantes ou similares. Exemplos não-limitantes de um purificador adequado 102 podem compreender um filtro, uma membrana, um reator, um absorvente, uma peneira molecular, uma ou mais colunas de destilação ou combinações dos mesmos. O purificador 102 pode ser configurado para separar etileno de um fluxo compreendendo metano, etano, acetileno, propano, propileno, água, oxigênio, diversos outros hidrocarbonetos gasosos, diversos contaminantes, e/ou combinações dos mesmos.

Em uma modalidade, a purificação de um fluxo de alimentação pode produzir uma alimentação pura 11 compreendendo etileno substancialmente puro. Em uma modalidade, o fluxo de alimentação purificado pode compreender menos de 25% em peso, alternativamente, menos do que cerca de 10%, alternativamente, menos do que cerca de 1,0% de um ou mais de nitrogênio, oxigênio, metano, etano, propano ou combinações dos mesmos. Neste documento o etileno substancialmente puro refere-se a um fluxo de fluido, compreendendo pelo menos 60% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 70% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 80% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 90% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 95% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 99% em peso, alternativamente, pelo menos cerca de 99,5% em peso de etileno. Em uma modalidade, o fluxo de alimentação 11 pode compreender adicionalmente vestígios de etano, por exemplos, a partir de um fluxo de reciclagem como será discutido.

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Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, a polimerização de monômeros da alimentação purificada (por exemplo, no bloco 52) permitindo uma reação de polimerização entre uma pluralidade de monômeros entrando em contato com um monômero ou monômeros com um sistema de catalisador em condições adequadas para a formação de um polímero. Em uma modalidade, qualquer sistema de catalisador apropriado pode ser empregado. Um sistema de catalisador adequado pode compreender um catalisador e, opcionalmente, um cocatalisador e/ou promotor. Exemplos não limitantes de sistemas de catalisador adequados incluem catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores Ziegler, catalisadores de cromo, catalisadores de óxido de cromo, catalisadores de cromoceno, catalisadores de metaloceno, catalisadores de níquel ou combinações dos mesmos. Sistemas de catalisador adequados para uso nesta divulgação têm sido descritos, por exemplo, na Patente U.S. N° 7.619.047 e Publicações de Pedidos de Patente U.S. N^os 2007/0197374, 2009/0004417, 2010/0029872, 2006/0094590 e 2010/0041842, cada um dos quais é incorporado por referência neste documento.

Nas modalidades conforme ilustrado pelas figuras 1 a 3, os monômeros de polimerização de alimentação purificada podem compreender o roteamento do fluxo de alimentação 11 para os reatores de polimerização ou reatores 104, 106. Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, os reatores, 104, 106 podem compreender qualquer recipiente ou uma combinação de recipientes devidamente configurados para fornecer um ambiente para uma reação química (por exemplo, uma zona de contato) entre os monômeros (por exemplo, etileno) e/ou polímeros (por exemplo, uma cadeia de polímero de crescimento e/ou “ativa”) na presença de um catalisador para produzir um polímero (por exemplo, um polímero de polietileno). Embora as modalidades ilustradas nas figuras 1, 2 e 3, ilustrem os diversos sistemas de PEP, tendo dois reatores em série, uma pessoa versada na técnica exibindo essa divulgação reconhecerá que um reator, alternativamente, qualquer número adequado e/ou configuração de reatores podem ser empregados.

Como usado neste documento, os termos reator de polimerização ou reator incluem qualquer reator de polimerização capaz de polimerizar os monômeros de olefina para produzir homopolímeros ou copolímeros. Tais homopolímeros e copolímeros são referidos como resinas ou polímeros. Os diversos tipos de reatores incluem aqueles que podem ser referidos como reatores de batelada, pasta fluida, fase gasosa, solução, pressão elevada, tubulares ou de

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9/35 autoclave. Os reatores de fase gasosa podem compreender reatores de leito fluidizado ou reatores horizontais em etapas. Os reatores de pasta fluida podem compreender loops verticais ou horizontais. Os reatores de pressão elevada podem compreender reatores de autoclave ou tubulares. Tipos de reator podem incluir processos contínuos ou por batelada. Processos contínuos poderiam usar descarga de produto intermitente ou contínua. Processos também podem incluir reciclagem direta parcial ou total do monômero não reagido, comonômero não reagido, e/ou diluente.

Sistemas do reator de polimerização da presente invenção podem compreender um tipo de reator em um sistema ou diversos reatores do mesmo tipo ou diferente. A produção de polímeros em diversos reatores pode incluir diversas etapas em pelo menos dois reatores de polimerização separados, interconectados por um dispositivo de transferência, tornando possível transferir os polímeros resultantes do primeiro reator de polimerização (por exemplo, reator 104) no segundo reator (por exemplo, reator 106). As condições de polimerização desejadas em um dos reatores podem ser diferentes das condições de funcionamento de outros reatores. Alternativamente, a polimerização em múltiplos reatores pode incluir a transferência manual do polímero de um reator para reatores subsequentes para polimerização continuada. Diversos sistemas de reator podem incluir qualquer combinação, incluindo, mas não se limitando a, múltiplos reatores de loop, múltiplos reatores de gás, uma combinação de reatores de loop e gás, múltiplos reatores de pressão elevada ou uma combinação de pressão elevada com reatores de gás e/ou loop. Os múltiplos reatores podem ser operados em série ou em paralelo.

De acordo com um aspecto da invenção, o sistema de reator de polimerização pode compreender pelo menos um reator de pasta fluida de loop compreendendo loops verticais ou horizontais. Monômero, diluente, catalisador e, opcionalmente, qualquer comonômero podem ser continuamente alimentados para um reator de loop onde ocorre a polimerização. Geralmente, os processos contínuos podem compreender a introdução contínua de um monômero, um catalisador e um diluente em um reator de polimerização e a remoção contínua deste reator de uma suspensão compreendendo partículas de polímero e o diluente. O efluente do reator pode ser flamejado para remover o polímero sólido dos líquidos que compreendem o diluente, monômero e/ou comonômero. Diversas tecnologias podem ser utilizadas para esta etapa de separação incluindo, mas não limitadas a, flamejamento que pode incluir qualquer combinação de adição de calor

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10/35 e redução de pressão; separação por ação ciclônica em um ciclone ou hidrociclone; ou separação por centrifugação.

Um processo de polimerização de pasta fluida típico (também conhecido como processo de formação de partícula) é divulgado, por exemplo, Nas Patentes U.S. N^os 3.248.179, 4.501.885, 5.565.175, 5.575.979, 6.239.235, 6.262.191 e 6.833.415, cada qual está incorporado por referência neste documento em sua totalidade.

Diluentes adequados usados na polimerização de pasta fluida incluem, mas não estão limitados a, monômero sendo polimerizado e hidrocarbonetos que são líquidos sob condições de reação. Exemplos de diluentes adequados incluem, mas não estão limitados a, hidrocarbonetos tais como propano, ciclo-hexano, isobutano, n-butano, n-pentano, isopentano, neopentano, e n-hexano. Algumas reações de polimerização de loop podem ocorrer sob condições em massa onde nenhum diluente é usado. Um exemplo é a polimerização do monômero de propileno conforme divulgado na Patente U.S. N° 5.455.314, que é incorporada por referência neste documento em sua totalidade.

De acordo com ainda outro aspecto desta invenção, o reator de polimerização pode compreender pelo menos um reator de fase gasosa. Tais sistemas podem empregar um fluxo de reciclagem contínuo contendo um ou mais monômeros continuamente reciclados através de um leito fluidizado na presença de catalisador sob condições de polimerização. Um fluxo de reciclagem pode ser retirado do leito fluidizado e reciclado e retornado para o reator. Ao mesmo tempo, o produto de polímero pode ser retirado do reator e monômero novo ou fresco pode ser adicionado para substituir o monômero polimerizado. Tais reatores de fase gasosa podem compreender um processo para a polimerização de fase gasosa de diversas etapas de olefinas, no qual as olefinas são polimerizadas na fase gasosa em pelo menos duas zonas de polimerização de fase gasosa independentes durante a alimentação de um polímero contendo catalisador formado em uma primeira zona de polimerização a uma segunda zona de polimerização. Um tipo de reator de fase gasosa é divulgado nas Patentes U.S. Nos 5.352.749, 4.588.790 e 5.436.304, cada qual está incorporada por referência neste documento em sua totalidade.

De acordo com ainda outro aspecto da invenção, um reator de polimerização de pressão elevada pode compreender um reator tubular ou um reator de autoclave. Reatores tubulares podem ter diversas zonas onde o monômero fresco, iniciadores ou catalisadores são adicionados. O monômero pode ser arrastado em

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11/35 um fluxo de gás inerte e introduzido em uma zona do reator. Iniciadores, catalisadores, e/ou componentes de catalisador podem ser arrastados em um fluxo de gás e introduzidos em outra zona do reator. Os fluxos de gás podem ser intermisturados para a polimerização. Calor ou pressão podem ser empregados de forma apropriada para obter condições de reação de polimerização ótimas.

De acordo com ainda outro aspecto da invenção, o reator de polimerização pode compreender um reator de polimerização de solução em que o monômero entre em contato com a composição do catalisador por agitação apropriada ou outros meios. Um portador que compreende um diluente orgânico inerte ou excesso de monômero pode ser empregado. Se desejado, o monômero pode ser apresentado na fase de vapor em contato com o produto de reação catalítica, na presença ou ausência de material líquido. A zona de polimerização é mantida a temperaturas e pressões que resultarão na formação de uma solução do polímero em um meio de reação. Agitação pode ser empregada para obter o melhor controle de temperatura e manter as misturas de polimerização uniformes em toda a zona de polimerização. Meios adequados são utilizados para dissipação de calor exotérmico da polimerização.

Os reatores de polimerização adequados para a presente invenção podem compreender adicionalmente qualquer combinação de pelo menos um sistema de alimentação de matéria-prima, em pelo menos um sistema de catalisador ou componentes do catalisador, e/ou pelo menos um sistema de recuperação de polímero. Sistemas de reator apropriados para a presente invenção podem compreender adicionalmente sistemas para a purificação da matéria-prima, armazenamento e preparação do catalisador, extrusão, arrefecimento do reator, recuperação do polímero, fracionamento, reciclagem, armazenamento, descarregamento, análises laboratoriais e controle do processo.

Condições que são controladas para a eficiência de polimerização e propriedades de resina incluem temperatura, pressão e concentrações de diversos reagentes. A temperatura de polimerização pode afetar a produtividade do catalisador, peso molecular do polímero e distribuição de peso molecular. A temperatura de polimerização adequada pode ser qualquer temperatura abaixo da temperatura de despolimerização de acordo com a equação de energia livre de Gibbs. Geralmente isso inclui cerca de 60°C a cerca de 280°C, por exemplo, de cerca de 70°C a cerca de 110°C, dependendo do tipo de reator de polimerização.

Pressões adequadas também variarão de acordo com o tipo de reator e polimerização. A pressão para polimerizações de fase líquida em um reator de loop

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12/35 é normalmente menos de 1000 psig. A pressão para a polimerização de fase gasosa é geralmente de cerca de 200 a 500 psig. A polimerização de pressão elevada em reatores tubulares ou de autoclave é geralmente executada a cerca de 20.000 a 75.000 psig. Reatores de polimerização também podem ser operados em uma região supercrítica, ocorrendo em temperaturas e pressões geralmente mais elevadas. A operação acima do ponto crítico de um diagrama de pressão/temperatura (fase supercrítica) pode oferecer vantagens. Em uma modalidade, a polimerização pode ocorrer em um ambiente com uma combinação adequada de temperatura e pressão. Por exemplo, a polimerização pode ocorrer em uma pressão em uma faixa de cerca de 550 psi a cerca de 650 psi, alternativamente, cerca de 600 psi a cerca de 625 psi e temperatura em uma faixa de cerca de 170°F a cerca de 230°F, alternativamente, de cerca de 195°F a cerca de 220°F.

A concentração de diversos reagentes pode ser controlada para a produção de resinas com determinadas propriedades físicas e mecânicas. O produto de uso final proposto que será formado pela resina e o método de formação de que o produto determina as propriedades de resina desejadas. Propriedades mecânicas incluem a resistência à tração, flexão, impacto, fluência, relaxamento de tensão e testes de rigidez. As propriedades físicas incluem densidade, peso molecular, distribuição de peso molecular, temperatura de fusão, temperatura de transição de vidro, temperatura de fusão da cristalização, densidade, estereorregularidade, crescimento de rachadura, ramificação de cadeia longa e medições reológicas.

As concentrações e/ou pressões parciais de monômero, comonômero, hidrogênio, cocatalisador, modificadores e doadores de elétrons são importantes na produção dessas propriedades da resina. O comonômero pode ser usado para controlar a densidade do produto. Hidrogênio pode ser usado para controlar o peso molecular do produto. Cocatalisadores podem ser usados para alquilação, eliminação de tóxicos e controle de peso molecular. Modificadores podem ser usados para controlar as propriedades do produto e doadores de elétrons afetam a estereorregularidade, a distribuição de peso molecular ou peso molecular. Além disso, a concentração de tóxicos é minimizada, pois os tóxicos impactam as reações e propriedades do produto.

Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender a introdução de um sistema de catalisador apropriado no primeiro e/ou segundo reator 104, 106, respectivamente, de modo a formar uma

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13/35 pasta fluida. Alternativamente, um sistema de catalisador adequado pode residir no primeiro e/ou segundo reator 104, 106, respectivamente.

Como explicado acima, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender seletivamente manipular uma ou mais condições de reação de polimerização para produzir um determinado produto de polímero, para produzir um produto de polímero tendo uma ou mais propriedades desejáveis, para alcançar a eficiência desejada, para alcançar um rendimento desejado, similares, ou combinações dos mesmos. Exemplos não limitantes de tais parâmetros incluem temperatura, pressão, tipo e/ou quantidade de catalisador ou cocatalisador e as concentrações e/ou pressões parciais de diversos reagentes. Em uma modalidade, os monômeros de polimerização da alimentação purificada 52 podem compreender ajustar uma ou mais condições de reação de polimerização.

Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender manter uma temperatura, pressão, e/ou pressões parciais adequadas durante a reação de polimerização, alternativamente, ciclização entre uma série de temperaturas, pressões, e/ou pressões parciais adequadas durante a reação de polimerização.

Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender circular, fluir, ciclização, misturar, agitar, ou combinações dos mesmos, os monômeros, sistema de catalisador, e/ou pasta fluida dentro de e/ou entre os reatores, 104, 106. Em uma modalidade onde os monômeros, sistema de catalisador, e/ou pasta fluida circulam, a circulação pode ser na velocidade (por exemplo, velocidade do fluido) de cerca de 1 m/s a cerca de 30 m/s, alternativamente, de cerca de 2 m/s a cerca de 17 m/s, alternativamente, de cerca de 3 m/s a cerca de 15 m/s.

Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender a configuração de reatores 104, 106, para produzir um polímero multimodal (por exemplo, um bimodal) (por exemplo, polietileno). Por exemplo, o polímero resultante pode compreender tanto um polímero de polietileno de baixa densidade, de peso molecular relativamente alto (HMWLD), quanto um polímero de polietileno de alta densidade, de peso molecular relativamente baixo (LMWHD). Por exemplo, diversos tipos de polímeros adequados podem ser caracterizados como tendo diversas densidades. Por exemplo, um tipo que pode ser caracterizado como tendo uma densidade em uma escala de cerca de 0,910 g/cm³ a cerca de 0,925 g/cm³, alternativamente, um tipo II pode ser caracterizado como tendo uma densidade de cerca de 0,926 g/cm³ a cerca de 0,940 g/cm³,

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14/35 alternativamente, um tipo III pode ser caracterizado como tendo uma densidade de cerca de 0,941 g/cm³ a cerca de 0,959 g/cm³, alternativamente, um tipo IV pode ser caracterizado como tendo uma densidade de mais do que cerca de 0,960 g/cm³.

Nas modalidades ilustradas nas figuras 1 a 3, a polimerização de monômeros de alimentação purificada pode produzir um fluxo de produto de polimerização 12. Tal fluxo de produto de polimerização 12 geralmente pode compreender diversos sólidos, semissólidos, líquidos voláteis e não voláteis, gases e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o fluxo de produto de polimerização 12 pode compreender o hidrogênio, nitrogênio, metano, etileno, etano, propileno, propano, butano, isobutano, pentano, hexano, hexeno-1 e hidrocarbonetos mais pesados. Em uma modalidade, etileno pode estar presente em uma faixa de cerca de 0,1% a cerca de 15%, alternativamente, de cerca de 1,5% a cerca de 5%, alternativamente, de cerca de 2% a cerca de 4% em peso. Etano pode estar presente em uma faixa de cerca de 0,001% a cerca de 4%, alternativamente, de cerca de 0,2% a cerca de 0,5% em peso. Isobutano pode estar presente em uma faixa de cerca de 80% a cerca de 98%, alternativamente, de cerca de 92% a cerca de 96%, alternativamente, cerca de 95% em peso.

Os sólidos e/ou líquidos podem compreender um produto de polímero (por exemplo, um polímero de polietileno), sempre referido nesta etapa do processo de PEP como “partícula fluff de polímero.” Os gases podem compreender monômeros reagentes gasosos, não reagidos (por exemplo, monômeros de etileno não reagidos), produtos residuais gasosos, e/ou contaminantes gasosos.

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, a separação do produto de polimerização em um fluxo de polímero e um fluxo de gás (por exemplo, no bloco 53) pode incluir geralmente retirar quaisquer gases sólidos e/ou líquidos (por exemplo, a partícula fluff de polímero) por qualquer processo adequado.

Nas modalidades como ilustrado pelas figuras 1 a 3, a separação do produto de polimerização em um fluxo de polímero e um fluxo de gás pode incluir o roteamento do vapor do produto de polimerização 12 para o separador 108. Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o separador 108 pode ser configurado para separar um fluxo (por exemplo, produto de polimerização compreendendo polietileno) em gases, líquidos, sólidos ou combinações dos mesmos. O produto da reação pode compreender monômeros gasosos, não reagidos (por exemplo, monômeros de etileno não reagidos), resíduos gasosos, e/ou contaminantes gasosos. Como usado neste documento, um monômero “não

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15/35 reagido, por exemplo, etileno, refere-se a um monômero que foi introduzido em um reator de polimerização durante uma reação de polimerização, mas não foi incorporado a um polímero.

Em uma modalidade, o separador 108 pode incluir um separador de vaporlíquido. Exemplos adequados de tal separador podem incluir uma coluna de destilação, um tanque de flamejamento, um filtro, uma membrana, um reator, um absorvente, um adsorvente, uma peneira molecular ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o separador compreende um tanque de flamejamento. Sem pretender estar vinculado pela teoria, um tanque de flamejamento pode incluir um recipiente configurado para vaporizar e/ou remover componentes de baixa pressão de vapor de um fluido de pressão elevada e/ou temperatura elevada. O separador 108 pode ser configurado de modo que um fluxo de entrada possa ser separado em um fluido líquido (por exemplo, um fluxo condensado) e um fluxo de gás (por exemplo, vapor). O fluido líquido ou condensado pode compreender um produto de reação (por exemplo, polietileno), sempre referido como “partícula fluff de polímero.” O fluxo de gás ou vapor pode compreender solventes voláteis, monômeros gasosos, não reagidos, gases residuais (produtos de reação secundários, tais como contaminantes e similares) ou combinações dos mesmos. O separador pode ser configurado de modo que o fluxo de alimentação seja flamejado por calor, redução de pressão ou ambos, de modo que a entalpia do fluxo seja aumentada. Isso pode ser feito através de um aquecedor, um aquecedor de flashline, diversas outras operações comumente conhecidas na técnica, ou combinações dos mesmos. Por exemplo, um aquecedor de flashline, compreendendo uma tubulação dupla pode trocar calor por água quente ou vapor. Um aquecedor de flashline pode aumentar a temperatura do fluxo, reduzindo sua pressão.

Em uma modalidade, a separação do produto de polimerização em um fluxo de polímero e um fluxo de gás 53 pode compreender a destilação, vaporização, flamejamento, filtragem, triagem da membrana, absorção, adsorção ou combinações dos mesmos, o produto de polimerização. Nas modalidades ilustradas nas figuras 1 a 3, a separação do produto de polimerização em um fluxo de polímero e um fluxo de gás produz um fluxo de gás 18 e um fluxo de polímero

14. Em uma modalidade, o fluxo de gás pode compreender o hidrogênio, nitrogênio, metano, etileno, etano, propileno, propano, butano, isobutano, pentano, hexano, hexeno-1, e hidrocarbonetos mais pesados. Em uma modalidade, o etileno pode estar presente em uma faixa de cerca de 0,1% a cerca de 15%,

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16/35 alternativamente, de cerca de 1,5% a cerca de 5%, alternativamente, de cerca de 2% a cerca de 4% em peso. O etano pode estar presente em uma faixa de cerca de 0.001% a cerca de 4%, alternativamente, de cerca de 0.2% a cerca de 0.5% em peso. O isobutano pode estar presente em uma faixa de cerca de 80% a cerca de 98%, alternativamente, de cerca de 92% a cerca de 96%, alternativamente, cerca de 95% em peso.

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o processamento do fluxo de polímero (por exemplo, no bloco 54) compreende qualquer processo adequado ou série de processos configurados para produzir um produto de polímero, como pode ser adequado para uso comercial ou industrial, armazenamento, transporte, processamento adicional ou combinações dos mesmos.

Nas modalidades como ilustrado pelas figuras 1 a 3, o processamento do fluxo de polímero pode compreender o roteamento do fluxo de polímero 14 para o processador 110. O processador 110 pode ser configurado para o desempenho de meios de processamento adequados, exemplos não limitantes dos quais incluem arrefecimento, moldagem por injeção, fusão, peletização, moldagem por sopro, moldagem por extrusão, moldagem rotacional, termoformação, moldagem por molde, similares, ou combinações dos mesmos. Diversos aditivos e modificadores podem ser adicionados ao polímero para fornecer melhor processamento durante a fabricação e para propriedades desejadas no produto final. Exemplos não limitantes de tais aditivos podem incluir modificadores de superfície, tais como agentes de deslizamento, antiblocos, taquificantes; antioxidantes tais como antioxidantes primários e secundários; pigmentos; auxiliares tecnológicos tais como ceras/óleos e fluoroelastômeros; e aditivos especiais, tais como retardantes de chama, antiestáticos, sequestrantes, absorventes, potenciadores de odor e agentes de degradação.

Em uma modalidade, o processador 110 pode ser configurado para formar um produto de polímero apropriado. Exemplos não limitantes de produtos de polímeros adequados que podem resultar de tal processamento incluem películas, pós, péletes, resinas, líquidos, ou qualquer outra forma adequada, como será apreciado por aqueles versados na técnica. Tal saída adequada pode ser para uso em, por exemplos, um ou mais dos diversos produtos industriais ou de consumo. Por exemplo, o produto de polímero pode ser utilizado qualquer um ou mais dos diversos artigos, incluindo, mas não limitado a, garrafas, tambores, brinquedos, recipientes domésticos, utensílios, produtos de película, bateria, tanques de

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17/35 combustível, tubulações, geomembranas, e forros. Em uma modalidade específica, o processador está configurado para formar péletes para transporte para um fabricante de produto de consumidor. Por exemplo, nas modalidades ilustradas nas figuras 1 a 3, o processamento do fluxo de polímero produz um produto de polímero 16 (por exemplo, polietileno peletizado).

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o tratamento do fluxo de gás (por exemplo, no bloco 57) compreende qualquer processo adequado ou reação para remover oxigênio, compostos oxigenados, compostos de oxidação ou combinações dos mesmos (cumulativamente referido neste documento como oxigênio) a partir do fluxo de gás. Processos ou reações adequados serão apreciados por aqueles versados na técnica exibindo esta divulgação. Exemplos não limitantes de processos adequados para a remoção de oxigênio incluem diversas reações catalisadas, entrando em contato com uma espécie química conhecida por reagir com o oxigênio, filtragem, absorção, adsorção, aquecimento, arrefecimento ou combinações dos mesmos.

Nas modalidades como ilustrado pelas figuras 2 a 3, o tratamento do fluxo de gás pode compreender o roteamento do fluxo de gás 18 para um desoxigenador 118. Em um ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o desoxigenador 118 pode compreender um dispositivo ou aparelho configurado para a remoção do oxigênio, a partir de um fluxo de gás. Exemplos não limitantes de um desoxigenador adequado incluem diversos reatores (por exemplo, um reator de leito fluidizado ou um leito fixo), um filtro, ou combinações dos mesmos. Um desoxigenador apropriado 118 pode ser configurado para reduzir, evitar ou excluir compostos e/ou elementos (por exemplo, oxigênio) que podem ter o efeito de intoxicação de um solvente de absorção após atingir o reator de absorção.

Nas modalidades ilustradas pelas figuras 2 a 3, o tratamento do fluxo de gás produz um fluxo de gás tratado 26 sendo substancialmente livre de oxigênio. Como usado neste documento substancialmente livre de oxigênio refere-se a um fluxo de fluido compreendendo não mais do que pelo menos cerca de 5% de oxigênio, alternativamente, não mais do que cerca de 1% de oxigênio, alternativamente, não mais do que cerca de 0,1% de oxigênio, alternativamente, não mais do que cerca de 0,01% de oxigênio.

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás e/ou fluxo de gás tratado, referidos coletivamente como um fluxo de gás, (por exemplo, no bloco 55, 55', ou 55'') geralmente compreende qualquer método adequado para

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18/35 seletivamente separar pelo menos um primeiro componente químico ou composto de um fluxo compreendendo o primeiro componente químico ou composto e um ou mais outros componentes químicos, compostos ou similares. Em diversas modalidades, o componente gasoso separado do fluxo de gás pode compreender um ou mais hidrocarbonetos. Exemplos não limitantes de tais hidrocarbonetos incluem alcanos (por exemplo, butano, particularmente, isobutano) e alquenos ou monômeros de olefina (por exemplo, etileno). Em uma modalidade, o componente gasoso separado do fluxo de gás pode compreender um monômero de hidrocarboneto não reagido, por exemplo, o etileno. Em uma modalidade, o componente gasoso separado do fluxo de gás pode compreender um monômero de hidrocarboneto não reagido, por exemplo, o etileno, sozinho ou em combinação com outros hidrocarbonetos, por exemplo, isobutano. Em uma modalidade, o componente gasoso separado do fluxo de gás pode compreender etileno, sozinho ou em combinação com isobutano. Em uma modalidade, a captura do isobutano pode resultar em uma economia de custo do isobutano capturado e reduzir a presença de isobuteno nas emissões de chama. Exemplos não limitantes de meios de separação adequados incluem destilação, vaporização, flamejamento, filtragem, triagem da membrana, absorção, adsorção, exclusão de peso molecular, exclusão de tamanho, separação baseada em polaridade, ou combinação dos mesmos.

Em uma modalidade como ilustrado pelas figuras 1 a 3, a separação de pelo menos um componente gasoso a partir do fluxo de gás (por exemplo, o fluxo de gás 18 da figura 1 ou o fluxo de gás tratado 26 das figuras 2 a 3) pode compreender o roteamento do fluxo de gás para o reator de absorção 116. Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o reator de absorção 116 pode compreender um reator configurado para absorver seletivamente pelo menos um primeiro componente químico ou composto de um fluxo compreendendo o primeiro componente químico ou composto e um ou mais outros componentes químicos, compostos, ou similares. Exemplos não limitantes de reatores de absorção adequados incluem uma torre de absorção (destilação), um tanque de pulverização, um reator de agitação, um ou mais compressores, uma ou mais bombas de reciclagem ou combinações dos mesmos. Por exemplo, em uma modalidade o reator de absorção pode ser configurado para dissipar um gás dentro de um líquido (por exemplo, por borbulhamento do gás através do líquido). Por exemplo, um reator de absorção adequado é ilustrado na Associação de Processadores de Gás, “Engineering Data Book” 10th ed. at Fig 19-16. O reator de absorção 116 pode ser capaz de induzir seletivamente as flutuações de pressão

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19/35 e/ou térmicas, variações, ou ciclos. Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para absorver seletivamente e/ou induzir a absorção de um monômero de etileno não reagido de uma composição compreendendo diversos outros gases (por exemplo, etano). Em outra modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para absorver seletivamente e/ou induzir a absorção de butano, particularmente, isobutano, de uma composição compreendendo diversos outros gases. Em ainda outra modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para absorver seletivamente etileno não reagido e butano, particularmente, isobutano, de uma composição compreendendo diversos outros gases (por exemplo, etano).

Em uma modalidade onde o reator de absorção 116 compreende um reator de solvente, o reator de absorção pode compreender um sistema de solvente de absorção adequado, como será divulgado neste documento. Tal reator de absorção 116 pode ser configurado para reter o sistema de solvente de absorção. Por exemplo, o sistema de solvente de absorção pode estar retido dentro do reator, como um líquido, como um leito fixo ou como um leito fluidizado.

Em uma modalidade, um sistema de solvente de absorção adequado pode ser capaz de complexar reversivelmente com o etileno e/ou isobutano. Tal sistema de solvente de absorção geralmente pode compreender um sal metálico e um solvente. Em uma modalidade, um sistema de solvente de absorção pode ser caracterizado como tendo uma seletividade de etileno para etano onde etileno e etano estão presentes na mesma pressão parcial de cerca de 40:1 a aproximadamente 14 psi, cerca de 12:1 a aproximadamente 20 psi, cerca de 6:1 a aproximadamente 40 psi e cerca de 3:1 a aproximadamente 180 psi de pressão parcial. Em uma modalidade, o sistema de solvente pode ser caracterizado adicionalmente como tendo uma tolerância a contaminante elevada e exibindo alta estabilidade em temperaturas e/ou pressões de flutuação e/ou aumentadas, ou combinações dos mesmos.

Em uma modalidade, o sal metálico pode compreender um sal de um ou mais metais de transição e um halogênio fracamente iônico. Exemplos não limitantes de metais de transição adequados incluem prata, ouro, cobre, platina, paládio ou níquel. Exemplos não limitantes de halogênios fracamente iônicos adequados incluem cloro e bromo. Em uma modalidade, um sal de metal de transição adequado pode ser caracterizado como tendo uma alta especificidade para olefinas. Exemplos não limitantes de sais de metal de transição-halogênio adequados incluem cloreto de prata (AgCl) e cloreto de cobre (CuCl). Em uma

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20/35 modalidade específica, o sal empregado no sistema de solvente de absorção compreende CuCl. Sem pretender estar vinculado pela teoria, tal um sal metálico pode interagir com as ligações duplas de carbono de olefinas.

Em uma modalidade, o solvente compreende uma amina ou um complexo de amina. Exemplos não limitantes de aminas de solvente incluem piridina, benzilamina, e anilina. Por exemplo, a amina pode compreender uma anilina (fenilamina, aminobenzeno); alternativamente, anilina combinada com dimetilformamida (DMF) e em modalidades, anilina e N-metilpirrolidona (NMP).

Em uma modalidade, o solvente pode ser caracterizado como aprótico, isto é, como não incluindo um átomo de hidrogênio dissociável. Sem limitação pela teoria, um solvente de hidrogênio dissociável pode resultar na hidrogenação da dupla ligação entre carbonos em uma olefina tal como etileno. Além disso, o solvente pode ser caracterizado como polar, como tendo uma polaridade superficial, ou como tendo carga elétrica, unidirecional. Sem pretender estar limitado pela teoria, um solvente polar pode interagir com e pelo menos solubilizar parcialmente o sal.

Em uma modalidade, o solvente pode ser caracterizado como um líquido produzido industrialmente em volumes relativamente altos, tendo um custo relativamente baixo, sendo facilmente transportáveis, ou combinações dos mesmos. O solvente pode ser caracterizado adicionalmente como capaz de reter um sal de metal de olefina complexado ou reter um sal de metal iônico fraco apesar das flutuações na temperatura e/ou pressão.

Em uma modalidade, o sistema de solvente de absorção pode compreender cloreto de cobre, anilina e dimetilformamida (CuCl/anilina/DMF). Em uma modalidade alternativa, o sistema de solvente de absorção pode compreender cloreto de cobre, anilina, e N-metilpirrolidona (CuCl/anilina/NMP). Em aplicações de absorção de etileno, um sistema de solvente de CuCl/anilina/NMP pode ser caracterizado como tendo maior estabilidade volátil em pressões mais baixas e temperaturas mais elevadas.

Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para fornecer ou manter uma pressão adequada durante a operação. Tal pressão adequada pode estar em uma faixa de cerca de 5 psig a cerca de 500 psig, alternativamente, de cerca de 50 psig a cerca de 450 psig, alternativamente, de cerca de 75 psig a cerca de 400 psig. Em uma modalidade adicional, o reator de absorção 116 pode ser configurado para fornecer ou manter uma pressão parcial adequada de etileno durante a operação. Tal pressão parcial de etileno adequada

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21/35 pode estar em uma faixa de cerca de 1 psia a cerca de 400 psia, alternativamente, de cerca de 30 psia a cerca de 200 psia, alternativamente, de cerca de 50 psia a cerca de 250 psia. Sem pretender estar vinculado pela teoria, a pressurização do reator de absorção 116 pode facilitar a absorção de etileno e/ou a formação de um complexo de etileno e sistema de solvente de absorção (por exemplo, o sistema de CuCl/anilina/NMP). Além disso, sem limitação pela teoria, a seletividade do sistema de solvente de absorção de etileno pode aumentar com uma diminuição na pressão do reator de absorção.

Em uma modalidade, o reator de absorção pode ser configurado para a remoção de gases não absorvidos decorrentes do mesmo. Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser capaz de induzir flutuações térmicas, por exemplo, de modo que os gases não absorvidos podem ser flamejados a partir do reator de absorção 116. Tal reator de absorção 116 pode ser configurado para fornecer ou manter uma temperatura adequada. Tal temperatura adequada pode estar em uma faixa de cerca de 0°C a cerca de 250°C, alternativamente, de cerca de 50°C a cerca de 200°C, alternativamente, de cerca de 75°C a cerca de 150°C para facilitar a remoção de gases não absorvidos.

Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para induzir a liberação do gás absorvido ou complexado pelo solvente absorção do mesmo (por exemplo, etileno absorvido e/ou complexado e/ou isobutano). Sem pretender estar vinculado pela teoria, a indução da liberação do gás absorvido ou complexado pode compreender alterar as cinéticas de reação ou o equilíbrio de gás-solvente do sistema de solvente de absorção, a temperatura do reator de absorção 116, a pressão do reator absorção 116, a pressão parcial do gás absorvido, ou combinações dos mesmos. Em tal modalidade, o reator de absorção 116 pode compreender controles, conduítes térmicos, conduítes elétricos, compressores, vácuos, similares, ou combinações dos mesmos configurados para alterar as cinéticas da reação, o equilíbrio de gás-solvente, a temperatura do reator de absorção 116, a pressão do reator de absorção 116 ou combinações dos mesmos.

Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para evacuar os gases (por exemplo, um gás anteriormente absorvido e, em seguida, liberado, tal como etileno) e/ou para facilitar a liberação do gás absorvido através de um diferencial de pressão. O reator de absorção 116 pode ser configurado para fornecer ou manter uma pressão parcial adequada. Tal pressão parcial adequada pode estar em uma faixa de cerca de 0,1 psig a cerca de 40 psig, alternativamente,

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22/35 de cerca de 5 psig a cerca de 30 psig, alternativamente, de cerca de 5 psig a cerca de 15 psig. Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para prover ou manter uma pressão parcial de etileno em uma faixa de cerca de 0 psia a cerca de 5 psia.

Em uma modalidade, o reator de absorção 116 pode ser configurado para processos por batelada e/ou contínuos. Por exemplo, em uma modalidade, um sistema de PEP pode compreender dois ou mais reatores de absorção (por exemplo, tal como o reator de absorção 116), cada qual pode ser configurado para operação em batelada. Por exemplo, empregando dois ou mais reatores de absorção, tal sistema pode ser configurado para permitir a operação contínua executando uma primeira batelada no primeiro reator de absorção, enquanto uma segunda batelada é preparada no segundo reator de absorção. Como tal, pela ciclização entre dois ou mais reatores adequados, um sistema pode funcionar de forma contínua.

Em uma modalidade, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás compreende absorver seletivamente pelo menos um componente gasoso a partir de um fluxo de gás. Em tal uma modalidade, a absorção de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás geralmente compreende colocar em contato o fluxo de gás com um absorvente apropriado, permitindo que pelo menos um componente seja absorvido pelo absorvente e, opcionalmente, remover um fluxo residual, compreendendo gases não absorvidos. Em uma modalidade adicional, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás pode compreender liberar o componente gasoso absorvido a partir do absorvente (por exemplo, através do regenerador 120). Em uma modalidade alternativa, o componente gasoso absorvido e o absorvente podem ser removidos para o processamento posterior.

Em uma modalidade, o contato do fluxo de gás com o absorvente (por exemplo, um sistema de solvente de absorção) pode compreender quaisquer meios adequados para assegurar o contato suficiente entre o fluxo de gás e o absorvente. Exemplos não limitantes de meios adequados que proporcionam o contato suficiente entre o fluxo de gás e o absorvente incluem o uso de diversos sistemas do reator, como os divulgados acima (por exemplo, uma coluna de absorção ou tanque pulverizado ou misto). Sem pretender estar limitado pela teoria, um sistema de reator adequado pode assegurar o contato entre uma duas ou mais composições gasosas, líquidas e/ou sólidas, agitar ou misturar os dois componentes na presença uns dos outros, circulação, dispersão ou difusão de uma

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23/35 primeira composição através de ou dentro de uma segunda composição, ou diversas outras técnicas conhecidas para aqueles versados na técnica. Em uma modalidade, o fluxo de gás e o absorvente podem ser colocados em contato na razão adequada. Uma razão adequada de fluxo de gás para absorvente pode estar em uma faixa de cerca de 1.000 lb/h:1000 gpm a cerca de 2.500 lb/h:25 gpm, alternativamente, de cerca de 1000 lb/h:250 gpm a cerca de 2500 lb/h:100 gpm, alternativamente, cerca de 1875 lb/h: 250 gpm.

Em uma modalidade, permitindo que pelo menos um componente seja absorvido pelo absorvente pode compreender permitir que pelo menos um componente se torne reversivelmente ligado ao absorvente ou uma porção do mesmo, por exemplo, através da formação de diversas ligações, atrações, complexos, ou combinações dos mesmos. Por exemplo, em uma modalidade onde o absorvente compreende um sistema de solvente de absorção (por exemplo, um sistema de solvente de CuCl/anilina/DMF ou um sistema de solvente de CuCl/anilina/NMP), permitir a absorção de pelo menos um componente pode compreender permitir que um complexo se forme entre o absorvente e pelo menos um componente, referido como um complexo de componente absorvido (por exemplo, um complexo de etileno absorvido).

Permitir a absorção de pelo menos um componente pode compreender adicionalmente fornecer e/ou, manter uma pressão adequada do ambiente em que o fluxo de gás e o absorvente entram em contato, fornecer e/ou, manter uma pressão parcial adequada de um gás, fornecer e/ou, manter uma temperatura adequada no ambiente em que o fluxo de gás e o absorvente entram em contato, catalisar a absorção, ou combinações dos mesmos. Sem pretender estar vinculado pela teoria, a absorção de pelo menos um componente pelo absorvente pode ser aprimorada a uma pressão e/ou temperatura adequada.

Em uma modalidade, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás compreende a remoção de um fluxo residual. Em uma modalidade, os componentes de fluxo de gás não absorvidos restantes formam o fluxo residual. Em uma modalidade onde o componente absorvido compreende o etileno e o absorvente compreende um sistema de solvente de CuCl/anilina/NMP ou CuCl/anilina/DMF, um fluxo residual pode compreender metano, etano, acetileno, propileno, diversos outros hidrocarbonetos, contaminantes voláteis ou combinações dos mesmos. Além disso, um fluxo residual pode ser substancialmente livre de monômeros de etileno. Como usado neste documento, substancialmente livre de monômeros de etileno não reagidos significa que os gases residuais

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24/35 compreendem menos de 50% de monômeros de etileno não reagidos alternativamente, menos de 10% de monômeros de etileno não reagidos, alternativamente, menos do que 1,0% de monômeros de etileno não reagidos, alternativamente, menos do que 0,1% de monômeros de etileno não reagidos, alternativamente, pelo menos 0,01% de monômeros de etileno não reagidos em peso.

Em uma modalidade, a remoção do fluxo residual compreende o arrefecimento do fluxo residual, reduzindo ou aumentando a pressão do fluxo residual, de modo que o fluxo residual flua para a chama 114. Por exemplo, em uma modalidade, o fluxo residual pode ser arrastado transmitindo um gás de arraste adequado (por exemplo, um gás inerte ou não reativo, como divulgado acima) através do recipiente contendo o gás residual (por exemplo, o reator de absorção 116) a uma pressão suficiente, em velocidade, ou combinações dos mesmos para expelir os gases residuais do mesmo. Por exemplo, nas modalidades ilustradas pelas figuras 1 a 3, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás produz um fluxo de gás residual 20 sendo substancialmente livre de monômeros de etileno não reagidos, alternativamente, um fluxo de gás residual tendo uma concentração reduzida de monômeros de etileno não reagido. Por exemplo, o fluxo de gás residual pode compreender menos do que cerca de 30%, alternativamente, menos do que cerca de 25%, alternativamente, menos do que cerca de 20%, alternativamente, menos do que cerca de 15%, alternativamente, menos do que cerca de 10% em peso de monômeros de etileno não reagidos. Em uma modalidade adicional, o etileno pode ser reduzido por uma percentagem do etileno presente no fluxo de gás antes de separar pelo menos um componente gasoso decorrente do mesmo. Por exemplo, o fluxo de gás residual pode compreender menos do que cerca de 40%, alternativamente, menos do que cerca de 30%, alternativamente, menos do que cerca de 20% dos monômeros de etileno não reagidos presentes no fluxo de gás antes da separação.

Em uma modalidade, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás pode compreender adicionalmente liberar o componente gasoso absorvido a partir do absorvente (por exemplo, in situ dentro do reator de absorção 116 e/ou outro recipiente tal como o regenerador 120). Em uma modalidade, o componente gasoso absorvido pode ser liberado do absorvente antes ou depois que o gás residual tiver sido removido. A liberação do componente gasoso absorvido a partir do absorvente geralmente compreende quaisquer meios adequados de inversão das diversas ligações, atrações, complexos, ou

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25/35 combinações dos mesmos pelos quais o pelo menos um componente gasoso é ligado ao absorvente ou uma porção do mesmo. Exemplos não limitantes de meios adequados pelos quais liberam o componente gasoso absorvido incluem alterar as cinéticas de absorção ou o equilíbrio de absorção do absorvente; aquecimento ou despressurização do absorvente; alterar a pressão parcial do gás absorvido, ou combinações dos mesmos. Por exemplo, em uma modalidade, a liberação do componente gasoso absorvido pode compreender despressurizar a solução compreendendo o etileno complexado para uma pressão parcial adequada.

Em uma modalidade, a liberação do gás absorvido produz um fluxo de reciclagem compreendendo monômeros não reagidos, que podem ser retornados para o separador 108 para a pressurização (por exemplo, através de um ou mais compressores localizados no separador 108). Por exemplo, nas modalidades ilustradas pelas figuras 1 a 3, a liberação do gás absorvido produz um fluxo de reciclagem 22, que pode ser retornado para o separador 108. A pressurização do fluxo de reciclagem 22 pode produzir um fluxo de reintrodução 24, que pode ser reintroduzido em ou reutilizado em um processo de PEP. Por exemplo, nas modalidades ilustradas pelas figuras 1 a 3, um fluxo de reintrodução 24 é introduzido no purificador 102. Em uma modalidade alternativa, um fluxo de reciclagem (tal como fluxo de reciclagem 22) pode ser pressurizado e/ou reintroduzido em um processo de PEP sem ser retornado para o separador 108. Em uma modalidade, o fluxo de reciclagem 22 pode compreender etileno substancialmente puro; alternativamente, o fluxo de reciclagem 22 pode compreender etileno e butano, particularmente, isobutano. Em uma modalidade, o fluxo de gás pode compreender nitrogênio, etileno, etano e/ou isobuteno. O etileno pode estar presente em uma faixa de cerca de 65% a cerca de 99%, alternativamente, de cerca de 70% a cerca de 90%, alternativamente, de cerca de 75% a cerca de 85% em peso. O etano pode estar presente em uma faixa de cerca de 1% a cerca de 20%, alternativamente, de cerca de 5% a cerca de 15%, alternativamente, de cerca de 7,5% em peso a cerca de 12,5% em peso. O isobutano pode estar presente em uma faixa de cerca de 1% a cerca de 20%, alternativamente, de cerca de 5% a cerca de 15%, alternativamente, de cerca de 7,5% a cerca de 12,5% em peso.

Em uma modalidade alternativa, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás pode compreender adicionalmente remover a solução compreendendo o complexo de componente absorvido (por exemplo, o complexo de etileno absorvido) para o processamento posterior. Por exemplo, na

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26/35 modalidade ilustrada pela figura 3, a separação de pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás pode produzir um fluxo complexado 28, como será discutido mais detalhadamente abaixo. Em uma modalidade, o fluxo complexado 28 pode compreender o etileno, etano e/ou isobuteno. O etileno pode estar presente em uma faixa de cerca de 0,1% a cerca de 10%, alternativamente, de cerca de 0,4% a cerca de 5%, alternativamente, de cerca de 0,5% a cerca de 2,5% em peso. O etano pode estar presente em uma faixa de cerca de 0,1% a cerca de 1%, alternativamente, de cerca de 0,2% a cerca de 0,5% em peso. O isobutano pode estar presente em uma faixa de cerca de 0,1% a cerca de 1%, alternativamente, de cerca de 0,2% a cerca de 0,5% em peso.

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, a separação de um fluxo complexado em um fluxo de reciclagem e um fluxo de absorvente (por exemplo, no bloco 58) compreende liberar o componente gasoso absorvido a partir do absorvente.

Na modalidade ilustrada pela figura 3, a separação de um fluxo complexado em um fluxo de reciclagem e um fluxo de absorvente pode compreender o roteamento do fluxo complexado 28 para o regenerador 120. Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, um regenerador 120 pode compreender um dispositivo ou aparelho configurado para recuperar, regenerar, reciclar, e/ou purificar um solvente de absorção para liberar um gás absorvido. Exemplos não limitantes de um regenerador adequado incluem um reator de flamejamento, um reator de despressurização, um reator de regeneração de solventes ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o regenerador 120 pode ser configurado para operar com base em um diferencial de pressão. Em tal modalidade, o regenerador 120 pode ser configurado para fornecer ou manter uma pressão interna adequada. Tal pressão interna adequada pode estar em uma faixa de cerca de 0,1 psia a cerca de 150 psig, alternativamente, de cerca de 5 psig a cerca de 30 psig, alternativamente, de cerca de 5 psig a cerca de 15 psig. Em uma modalidade, o regenerador 120 pode ser configurado para fornecer ou manter uma pressão parcial adequada. Tal pressão parcial adequada pode estar em uma faixa de cerca de 0 psia a cerca de 50 psia. Em uma modalidade, o regenerador 120 pode ser configurado para operar com base em uma temperatura elevada. Tal regenerador 120 pode ser configurado para fornecer ou manter uma temperatura adequada. Tal temperatura adequada pode estar em uma faixa de cerca de 0°C a cerca de 250°C, alternativamente, de cerca de 50°C a cerca de 80°C,

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27/35 alternativamente, de cerca de 60°C a cerca de 70°C para vaporizar e/ou liberar um composto absorvido (por exemplo, etileno e/ou isobutano) do solvente de absorção.

Em uma modalidade, o regenerador 120 pode ser configurado para processos de batelada e/ou contínuos. Por exemplo, em uma modalidade, um sistema de PEP pode compreender dois ou mais regeneradores de absorção (por exemplo, tal como o regenerador 120), cada um deles pode ser configurado para operação por batelada. Como explicado acima, empregando-se dois ou mais reatores de absorção, esse sistema pode operar para regenerar o absorvente de forma contínua.

Como explicado acima, a liberação do componente gasoso absorvido a partir do absorvente geralmente compreende qualquer meio adequado, invertendo as diversas ligações, atrações, complexos, ou combinações dos mesmos pelo que pelo menos um componente gasoso é ligado ao absorvente ou a uma porção do mesmo. Diversos processos para liberar um componente gasoso absorvido foram divulgados acima com relação à etapa para separar pelo menos um componente gasoso do fluxo de gás.

Em uma modalidade, a separação de um fluxo complexado em um fluxo de reciclagem e um fluxo de absorvente pode produzir um vapor de absorvente regenerado, que pode ser reutilizado em uma reação de absorção e um fluxo de reciclagem compreendendo monômeros não reagidos, que podem ser reintroduzidos em ou reutilizados em um processo de PEP. Por exemplo, na modalidade ilustrada por uma figura 3, a separação de um fluxo complexado em um fluxo de reciclagem e um fluxo de absorvente 58 produz um fluxo de reciclagem 22, que pode ser retornado para o purificador 102 e um vapor de absorvente regenerado 30 que pode ser retornado para o reator de absorção 116.

Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, o fluxo de gás residual de combustão (por exemplo, no bloco 56) pode compreender geralmente queima ou incineração dos gases do fluxo de gás residual 20.

Nas modalidades como ilustrado pelas figuras 1 a 3, o fluxo de gás de combustão pode compreender o roteamento do fluxo de gás residual 20 para a chama 114. Em uma ou mais das modalidades divulgadas neste documento, a chama 114 pode compreender um dispositivo ou aparelho de combustão. Exemplos não limitantes de uma chama adequada incluem uma tocha, um incinerador, similares, ou combinações dos mesmos. Uma chama pode compreender devidamente um ou mais bocais controláveis, uma fonte de ignição, uma válvula de desvio, uma válvula de alívio de pressão ou combinações dos

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28/35 mesmos. A chama 114 pode ser configurada para fornecer um ambiente para a combustão de diversos produtos residuais, por exemplo, gases atômicos (por exemplo nitrogênio, oxigênio), óxidos (por exemplo monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio ou enxofre), diversos produtos gasosos indesejados ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a chama 114 pode compreender, além disso, um dispositivo ou aparelho configurado para remover seletivamente um ou mais dos contaminantes antes, durante, e/ou depois da combustão (por exemplo, de modo que um produto de combustão fornecido não seja liberado na atmosfera).

Em uma modalidade, o fluxo de gás residual de combustão pode adicionalmente ou alternativamente compreender fricção, conversão, e/ou tratamento do fluxo de gás residual, ou produtos de combustão, ou combinações dos mesmos. Conforme divulgado aqui, o fluxo de gás residual pode compreender solventes volatilizados, gases não reagidos, produtos secundários, contaminantes, hidrocarbonetos ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o fluxo de gás residual 20 pode compreender hidrogênio, nitrogênio, metano, etileno, etano, propileno, propano, butano, isobuteno, e hidrocarbonetos mais pesados. O etileno pode estar presente em uma faixa de cerca de 1% a cerca de 40%, alternativamente, de cerca de 2,5% a cerca de 20% em peso. O etano pode estar presente em uma faixa de cerca de 5% a cerca de 50%, alternativamente, de cerca de 30% a cerca de 40% em peso. O isobutano pode estar presente em uma faixa de cerca de 1% a cerca de 20%, alternativamente, de cerca de 1,5 a cerca de 5%, alternativamente, de cerca de 2% a cerca de 3% em peso. O nitrogênio pode estar presente em uma faixa de cerca de 10% a cerca de 80%, alternativamente, de cerca de 35% a cerca de 50%, alternativamente, de cerca de 40% a cerca de 45% em peso.

Em modalidades alternativas, ao invés de queima, o fluxo residual 20 pode ser usado, como combustível (por exemplo, para a geração de vapor ou operações de co-gene, e/ou pode ser usado como combustível e/ou uma alimentação para uma unidade de craqueamento térmico para formar o etileno (por exemplo, para formar o fluxo de alimentação 10). Em outra modalidade alternativa, o gás residual pode ser exportado da fábrica para uma fábrica de monômero.

Em uma modalidade, a implementação de um ou mais dos sistemas divulgados (por exemplo, sistemas de PEP 100, 200, e/ou 300) e/ou processos (por exemplo, processos de PEP 400, 500, e/ou 600) pode permitir a recuperação de uma porção substancial dos monômeros de etileno que de outra forma seriam perdidos devido à operação de tais sistemas ou processos, por exemplo, por

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29/35 queima. Em uma modalidade, um ou mais dos sistemas divulgados podem permitir a recuperação de até cerca de 75%, alternativamente, até cerca de 85%, alternativamente, até cerca de 90%, alternativamente, até cerca de 95% em peso dos monômeros de etileno que seriam perdidos. Em uma modalidade, um ou mais dos sistemas divulgados podem permitir a recuperação de até cerca de 75%, alternativamente, até cerca de 85%, alternativamente, até cerca de 90%, alternativamente, até cerca de 95% em peso de isobutano que seria perdido. A recuperação de tal porção dos monômeros de etileno não reagidos pode produzir um benefício econômico significativo, por exemplo, melhorar a eficiência do uso de monômeros de etileno e diminuir as entradas de capital associadas com a aquisição de monômeros de etileno. De forma similar, a recuperação de tal porção de isobutano pode produzir um benefício econômico significativo, por exemplo, diminuir as entradas de capital associadas à aquisição de isobuteno e/ou reduzir a presença de isobuteno nas emissões de chama.

Em uma modalidade, a implementação de um ou mais dos sistemas e/ou processos divulgados pode diminuir a quantidade de etano que é retornada para um reator de polimerização (tais como reatores 104 e/ou 106) através de um fluxo de reciclagem. Diminuindo a quantidade de etano contida em um fluxo reciclado para um reator de polimerização, a eficiência global da produção de polietileno pode ser aprimorada (por exemplo, aumentando a concentração de etileno sem atingir o ponto de bolha no reator de loop). Por exemplo, diminuindo a quantidade de etano em um fluxo reciclado pode aprimorar a eficiência do reator de polimerização, aprimorar a eficiência do catalisador, reduzir a incrustação de polímero, reduzir o tempo de inatividade de polimerização, ou combinações dos mesmos.

Uma pessoa versada na técnica reconhecerá que os processos de fabricação de polietileno comerciais e industriais podem exigir uma ou mais, muitas vezes, compressores ou aparelhos similares. Esses compressores são utilizados na fabricação de polietileno, por exemplo, para pressurizar os reatores 104, 106, durante a polimerização. Além disso, uma pessoa versada na técnica reconhecerá que um processo de fabricação de polietileno inclui desoxigenadores e/ou aparelhos de desoxigenação similares, por exemplo, solventes ou reagentes de purificação e/ou para purgar os reatores de oxigênio. Por isso, a infraestrutura e o apoio, portanto, por exemplo, para fornecer energia e manter os desoxigenadores e/ou compressores, já existem dentro de uma fábrica de fabricação de polietileno comercial, pode ser necessário um pouco de realocação de uma porção destes

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30/35 recursos disponíveis para uso nos sistemas divulgados, se houver, despesas de capital adicional, com a finalidade de incorporar os sistemas e/ou processos divulgados.

Além disso, por isso, os compressores, desoxigenadores e diversos outros componentes já são empregados em diversos sistemas e processos de polietileno, a oportunidade para a operação aumentada de tais aparelhos pode melhorar a eficiência geral dos processos e sistemas de produção de polietileno. Por exemplo, quando uma parte de um sistema ou processo de PEP é desabilitada para a manutenção e/ou reparação, outras partes do sistema (por exemplo, um compressor, um desoxigenador, um reator, etc.) podem continuar a fornecer o serviço de acordo com os processos atuais. A operação e/ou realocação dos recursos para o funcionamento dos sistemas e/ou processos de PEP divulgados pode, assim, aumentar a eficiência com que os sistemas convencionais são utilizados.

DESCRIÇÃO ADICIONAL

Um processo e um sistema para a produção de polietileno têm sido descritos. As seguintes cláusulas são oferecidas como uma descrição adicional:

Cláusula 1 Um processo para produção de polietileno, compreendendo: colocar em contato etileno e um catalisador de polimerização sob condições de reação adequadas para produzir um fluxo de produto de polimerização;

separar um fluxo de gás leve do fluxo de produto de polimerização, em que o fluxo de gás leve compreende etano e etileno não reagido;

colocar em contato o fluxo de gás leve com um sistema de solvente de absorção, em que pelo menos uma porção do etileno não reagido do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção;

remover os gases não absorvidos do fluxo de gás leve do contato com o sistema de solvente de absorção para formar um fluxo de gás residual; e recuperar o etileno não reagido do sistema de solvente de absorção.

Cláusula 2 O processo da cláusula 1, em que a recuperação do etileno não reagido do sistema de solvente de absorção produz o etileno recuperado e compreendendo adicionalmente colocar em contato o etileno recuperado e o catalisador de polimerização.

Cláusula 3. O processo da cláusula 1 ou 2, em que o sistema de solvente de absorção compreende cloreto de cobre, anilina e N-metilpirrolidona.

Cláusula 4. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 3, compreendendo adicionalmente a remoção de pelo menos uma porção de oxigênio

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31/35 elementar ou compostos contendo oxigênio do fluxo de gás leve antes de colocar em contato o fluxo de gás leve com o sistema de solvente de absorção.

Cláusula 5. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 4, em que o contato do fluxo de gás leve com o sistema de solvente de absorção compreende pressurizar o fluxo de gás leve e o sistema de solvente de absorção para uma pressão em uma faixa de cerca de 50 psig a cerca de 250 psig.

Cláusula 6. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 5, em que a recuperação do etileno não reagido do sistema de solvente de absorção compreende despressurizar o sistema de solvente de absorção, tendo o etileno não reagido absorvido à pressão em uma faixa de cerca de 5 psig a cerca de 30 psig.

Cláusula 7. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 6, em que o fluxo de gás leve compreende adicionalmente o isobuteno e em que pelo menos uma porção de isobutano do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção.

Cláusula 8. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 7, em que o contato do fluxo de gás leve com o sistema de solvente de absorção produz uma composição compreendendo um complexo do sistema de solvente de absorção e etileno não reagido.

Cláusula 9. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 8, compreendendo adicionalmente a combustão do fluxo de gás residual, em que o fluxo de gás residual compreende etano.

Cláusula 10. O processo de qualquer uma das cláusulas 1 a 9, em que o fluxo de gás residual compreende menos de 5% em peso de etileno não reagido.

Cláusula 11. Um sistema para produção de polietileno, compreendendo:

um fluxo de alimentação compreendendo etileno introduzido em um reator de polimerização;

um fluxo de produto de polimerização emitido a partir do reator de polimerização e introduzido em um separador;

um fluxo de gás leve compreendendo etileno não reagido emitido a partir do separador, o fluxo de gás leve sendo separado do fluxo de produto de polimerização e introduzido em um reator de absorção compreendendo um sistema de solvente de absorção;

um conjugado de absorvente-etileno formado dentro do reator de absorção por absorção de pelo menos uma porção do etileno não reagido pelo sistema de solvente de absorção; e

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32/35 um fluxo de gás residual, compreendendo etano emitido a partir do reator de absorção, em que o fluxo de gás residual compreende componentes do fluxo de gás leve que não são absorvidos pelo sistema de solvente de absorção.

Cláusula 12. O sistema da cláusula 11, compreendendo adicionalmente um fluxo de etileno não reagido recuperado emitido a partir do reator de absorção e reintroduzido no reator de polimerização.

Cláusula 13. O sistema de cláusula 11, em que o conjugado de absorventeetileno é emitido a partir do reator de absorção e introduzido em um recipiente de regeneração e compreendendo adicionalmente um fluxo de etileno não reagido recuperado emitido a partir do recipiente de regeneração e reintroduzido no reator de polimerização.

Cláusula 14. O sistema de cláusula 12 ou 13, em que o etileno não reagido recuperado é recuperado do conjugado de absorvente-etileno através de uma redução de pressão.

Cláusula 15. O sistema de qualquer uma das cláusulas 11 a 14, em que o sistema de solvente de absorção compreende cloreto de cobre, anilina e Nmetilpirrolidona.

EXEMPLOS

A divulgação tem sido geralmente descrita, o seguinte exemplo é fornecido como modalidade específica da divulgação e para demonstrar a prática e suas vantagens. Subentende-se que este exemplo é fornecido a título de ilustração e não se destina a limitar o relatório descritivo ou as reivindicações de qualquer forma.

EXEMPLO PROFÉTICO 1

Para demonstrar a eficácia dos sistemas de solvente de absorção divulgados aqui, um simulador de processo comercial computadorizado foi empregado para gerar uma saída de um modelo de acordo com os processos e/ou sistemas divulgados neste documento. O modelo empregado é ilustrado na figura

7. No modelo da figura 7, a simulação começa com a introdução de um fluxo gasoso, designado VAP FEED (por exemplo, como o fluxo de gás divulgado aqui). A saída gerada pelo simulador de processo comercial é um equilíbrio material e um equilíbrio de calor, mostrados na tabela 1. Os nomes que designam os diversos fluxos listados na tabela 1 correspondem aos fluxos ilustrados na figura 7.

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Tabela 1

	L1CUCLL	L2CUCLR	L3CUCLR2	L4CUCLR3	L5CUCLL	L6CUCLL	LKO1	LKO2	LKO3	V1	CHAMA V1	V2	V3	VAP-REC	ALIMENTAÇÃO VAP
Subfluxo: MIXED
Fluxo Molar lbmol/hr
C2=	1 .949416	41.85801	41.85801	41.85801	1.949413	1.949413	2.02E-04	4.41E-03	9.89E-04	3.172776	3.172573	39.91302	39.9096	39.90861	43.08116
C2	0.9764562	5.916248	5.916248	5.916248	0.9764532	0.9764532	6.17E-04	8.14E-04	2.10E-04	5.654325	5.653708	4.940621	4.940017	4.939807	10.5935
N2	1.15E-03	0.1711679	0.1711679	0.1711679	1.15E-03	1.15E-03	8.35E-06	8.99E-07	6.78E-08	7.187729	7.187721	0.1700194	0.1700186	0.1700185	7.357739
IC4	0.8615088	3.112527	3.112527	3.112527	0.8615092	0.8615092	2.14E-04	2.23E-03	1.08E-03	0.1670439	0.1668301	2.253242	2.252096	2.251014	2.417848
CUCL	1 31.4402	131.4402	131.4402	131.4402	131.4402	131.4402	1.50E-13	2.85E-13	0	1.50E-13	4.78E-22	2.85E-13	2.86E-24	0	0
ANILINA	580.5749	580.5749	580.5749	580.5749	580.5748	580.5748	2.47E-03	0.2059512	0.0219362	2.48E-03	9.19E-06	0.20608	0.022065	1.29E-04	0
NMP	789.7864	789.7864	789.7864	789.7864	789.7864	789.7864	2.38E-03	0.1961199	9.42E-03	2.38E-03	3.17E-06	0.1961404	9.44E-03	2.06E-05	0
Frac molar
C2=	1 .29E-03	0.0269554	0.0269554	0.0269554	1.29E-03	1.29E-03	0.0343637	0.0107758	0.0294004	0.1960108	0.1960697	0.8371173	0.843697	0.8442764	0.6789755
C2	6.49E-04	3.81E-03	3.81E-03	3.81E-03	6.49E-04	6.49E-04	0.1047838	1.99E-03	6.25E-03	0.3493185	0.3494075	0.1036223	0.104433	0.1045028	0.1669576
N2	7.64E-07	1.10E-04	1.10E-04	1.10E-04	7.64E-07	7.64E-07	1.42E-03	2.19E-06	2.02E-06	0.4440506	0.4442117	3.57E-03	3.59E-03	3.60E-03	0.1159608
IC4	5.72E-04	2.00E-03	2.00E-03	2.00E-03	5.72E-04	5.72E-04	0.0362971	5.44E-03	0.032152	0.0103198	0.0103103	0.0472584	0.0476097	0.0476207	0.0381062
CUCL	0.0873014	0.0846439	0.0846439	0.0846439	0.0873014	0.0873014	2.54E-11	6.97E-13	0	9.24E-15	2.95E-23	5.99E-15	6.04E-26	0	0
ANILINA	0.3856129	0.3738747	0.3738747	0.3738747	0.3856128	0.3856128	0.4198489	0.5029009	0.6521121	1.53E-04	5.68E-07	4.32E-03	4.66E-04	2.73E-06	0
NMP	0.5245694	0.5086013	0.5086013	0.5086013	0.5245694	0.5245694	0.4032882	0.4788945	0.2800845	1.47E-04	1.96E-07	4.11E-03	2.00E-04	4.36E-07	0
Fluxo de Massa lb/h
C2=	54.68846	1174.274	1174.274	1174.274	54.68837	54.68837	5.68E-03	0.1238009	0.027745	89.00829	89.00261	1119.71	1119.614	1119.587	1208.589
C2	29.36169	177.8994	177.8994	177.8994	29.3616	29.3616	0.0185606	0.0244775	6.32E-03	170.0235	170.005	148.5627	148.5445	148.5382	318.5427
N2	0.0322059	4.795009	4.795009	4.795009	0.0322058	0.0322058	2.34E-04	2.52E-05	1.90E-06	201.3533	201.3531	4.762835	4.762812	4.76281	206.1159
IC4	50.07382	180.9106	180.9106	180.9106	50.07384	50.07384	0.0124277	0.129461	0.0628636	9.709158	9.69673	130.9661	130.8995	130.8366	140.5336
CUCL	1 3012.41	13012.41	13012.41	13012.41	13012.41	13012.41	1.48E-11	2.83E-11	0	1.48E-11	4.73E-20	2.83E-11	2.83E-22	0	0
ANILINA	54067.97	54067.97	54067.97	54067.97	54067.96	54067.96	0.2303272	19.17989	2.042886	0.2311832	8.56E-04	19.19188	2.054883	0.0120247	0
NMP	78293.58	78293.58	78293.58	78293.58	78293.58	78293.58	0.2355062	19.44187	0.9339974	0.2358215	3.14E-04	19.4439	0.9360284	2.04E-03	0
Fração de Massa
C2=	3.76E-04	7.99E-03	7.99E-03	7.99E-03	3.76E-04	3.76E-04	0.0112959	3.18E-03	9.03E-03	0.1891534	0.1893437	0.7761549	0.7958521	0.797575	0.645
C2	2.02E-04	1.21E-03	1.21E-03	1.21E-03	2.02E-04	2.02E-04	0.0369193	6.29E-04	2.06E-03	0.3613207	0.3616676	0.1029799	0.1055895	0.1058162	0.17
N2	2.21E-07	3.26E-05	3.26E-05	3.26E-05	2.21E-07	2.21E-07	4.66E-04	6.47E-07	6.18E-07	0.4279003	0.4283574	3.30E-03	3.39E-03	3.39E-03	0.11
IC4	3.44E-04	1.23E-03	1.23E-03	1.23E-03	3.44E-04	3.44E-04	0.0247203	3.33E-03	0.0204513	0.0206331	0.0206287	0.0907823	0.0930468	0.0932058	0.075
CUCL	0.0894273	0.0885729	0.0885729	0.0885729	0.0894273	0.0894273	2.95E-11	7.26E-13	0	3.15E-14	1.01E-22	1.96E-14	2.01E-25	0	0

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	L1CUCLL	L2CUCLR	L3CUCLR2	L4CUCLR3	L5CUCLL	L6CUCLL	LKO1	LKO2	LKO3	V1	CHAMA V1	V2	V3	VAP-REC	ALIMENTAÇÃO VAP
ANILINA	0.3715804	0.36803	0.36803	0.36803	0.3715804	0.3715804	0.4581486	0.4930622	0.6646093	4.91E-04	1.82E-06	0.0133033	1.46E-03	8.57E-06	0
NMP	0.5380702	0.532929	0.532929	0.532929	0.5380702	0.5380702	0.4684502	0.4997972	0.3038561	5.01E-04	6.69E-07	0.013478	6.65E-04	1.46E-06	0
Fluxo Total lbmol/h	1505.59	1552.86	1552.86	1552.86	1505.59	1505.59	5.89E-03	0.4095263	0.0336387	16.18674	16.18085	47.67913	47.30324	47.2696	63.45025
Fluxo Total lb/hr	145508	1.47E+05	1.47E+05	1.47E+05	1.46E+05	1.46E+05	0.5027346	38.89952	3.073815	470.5613	470.0586	1442.638	1406.812	1403.738	1873.781
Fluxo Total cuft/h	2000	2063.515	9563.191	13833	2058.304	2058.521	8.16E-03	0.6204605	0.04765	825.9148	634.7071	12547.34	11089.96	8812.544	1155.656
Temperatura F	90	105.0961	95.53801	140	158	158.2431	-20	90	-20	96.94405	-20	158	90	-20	0
Pressão psia	117.6959	114.6959	25	25	25	118.6959	114.6959	24.9	24.8	114.6959	114.6959	25	24.9	24.8	226.6959
Frac de Vapor	0	0	0.020591	0.0297334	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	0.9823996
Frac Líquida	1	1	0.9794089	0.9702665	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0.0176004
Frac Sólida	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
Entalpia Btu/lbmol	-60439.71	-58273.13	-58273.13	-56229.58	-57622.43	-57585.8	-49592.05	-47471.61	-28177.63	-8659.402	-9795.256	13137.72	12629.88	11470.01	5793.013
Entalpia Btu/lb	-625.377	-615.9475	-615.9475	-594.3472	-596.2263	-595.8472	-581.0902	-499.7715	-308.3662	-297.8729	-337.1825	434.201	424.6725	386.242	196.1639
Entalpia Btu/hr	-9.10E+07	-9.05E+07	-9.05E+07	-8.73E+07	-8.68E+07	-8.67E+07	-292.1342	-19440.87	-947.8608	-1.40E+05	-1.59E+05	6.26E+05	5.97E+05	5.42E+05	3.68E+05
Entropia Btu/lbmol-R	-112.3696	-109.6524	-109.5691	-106.0242	-107.4881	-107.4788	-111.4813	-112.727	-110.4079	-19.64671	-21.92954	-18.274	-19.22263	-21.55552	-25.0739
Entropia Btu/lb-R	-1.162701	-1.159027	-1.158146	-1.120676	-1.112192	-1.112096	-1.306271	-1.186767	-1.208266	0.6758228	0.7548814	-0.603955	0.6463497	0.7258623	-0.8490563
Densidade lbmol/cuft	0.75276	0.7525312	0.1623788	0.1122576	0.7314713	0.731394	0.7221323	0.6600361	0.7059546	0.0195985	0.0254934	3.80E-03	4.27E-03	5.36E-03	0.0549041
Densidade lb/cuft	72.75067	71.19494	15.36222	10.62039	70.69322	70.68575	61.62902	62.6946	64.50811	0.5697456	0.7405913	0.1149756	0.1268545	0.1592887	1.6214
Peso molecular médio	96.64524	94.6073	94.6073	94.6073	96.64524	96.64524	85.34311	94.98663	91.37714	29.0708	29.05031	30.25722	29.74029	29.69643	29.5315
Volume Líquido 60F cuft/hr	2474.029	2538.765	2538.765	2538.765	2474.029	2474.029	8.78E-03	0.6165612	0.0501975	18.42872	18.41994	65.35257	64.78621	64.73601	83.15566

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Pelo menos uma modalidade é divulgada e variações, combinações, e/ou modificações das modalidades e/ou características das modalidades feitas por uma pessoa versada na técnica estão no escopo da divulgação. Modalidades alternativas que resultam das características de combinação, integração, e/ou omissão das modalidades também estão no escopo da divulgação. Onde limitações ou intervalos numéricos são expressamente estabelecidos, tais limitações ou intervalos expressos devem ser entendidos incluir intervalos iterativos ou limitações como a magnitude estando dentro das limitações ou intervalos expressamente estabelecidos (por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 10 inclui, 2, 3, 4, etc.; maior do que 0,10 inclui de 0,11, 0,12, 0,13, etc.). Por exemplo, sempre que um intervalo numérico com um limite inferior, Rl, e um limite superior, Ru, é divulgado, qualquer número estando dentro do intervalo é especificamente divulgado. Em particular, os seguintes números dentro do intervalo são especificamente divulgados: R=Rl +k* (Ru-Rl), em que k é um intervalo variável de 1 por cento a 100 por cento com um incremento de 1 por cento, isto é, k é 1 por cento, 2 por cento, 3 por cento, 4 por cento, 5 por cento, .....50 por cento, 51 por cento, 52 por cento... 95 por cento, 96 por cento, 97 por cento, 98 por cento, 99 por cento, ou 100 por cento. Além disso, qualquer intervalo numérico definido por dois números R conforme definido acima também está especificamente divulgado. O uso do termo opcionalmente com relação a qualquer elemento de uma reivindicação significa que o elemento é necessário, ou alternativamente, o elemento não é necessário, ambas as alternativas estando no escopo da reivindicação. O uso de termos mais amplos, tais como compreende, inclui, e tendo deve ser entendido fornecer suporte para termos mais restritos tais como consistindo em, consistindo essencialmente em e composto substancialmente de. Consequentemente, o escopo de proteção não está limitado pela descrição acima, mas é definido pelas reivindicações a seguir, tal escopo incluindo todos os equivalentes do assunto das reivindicações. Cada e toda reivindicação é incorporada como divulgação adicional no relatório descritivo e as reivindicações são modalidades da presente invenção. A discussão de uma referência na divulgação não é uma admissão de que é o estado da técnica, especialmente qualquer referência que tenha uma data de publicação após a data de prioridade deste pedido. A divulgação de todas as patentes, pedidos de patentes e publicações citadas na divulgação pelo presente são incorporados por referência, na medida em que eles fornecem procedimentos exemplares ou outros detalhes complementares para a divulgação.

Claims (12)

1. Processo de produção de polietileno caracterizado por compreender: colocar em contato etileno e um catalisador de polimerização sob condições de reação adequadas para produzir um fluxo de produto de polimerização;

separar um fluxo de gás leve do fluxo de produto de polimerização, em que o fluxo de gás leve compreende etano e etileno não reagido;

colocar em contato o fluxo de gás leve com um sistema de solvente de absorção, em que pelo menos uma porção do etileno não reagido do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção, em que o sistema de solvente de absorção compreende cloreto de cobre, anilina e N-metilpirrolidona;

remover gases não absorvidos do fluxo de gás leve do contato com o sistema de solvente de absorção para formar um fluxo de gás residual;

recuperar o etileno não reagido do sistema de solvente de absorção para produzir etileno recuperado; e colocar em contato o etileno recuperado e o catalisador de polimerização.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda remover pelo menos uma porção de oxigênio elementar ou compostos contendo oxigênio do fluxo de gás leve antes de colocar em contato o fluxo de gás leve com o sistema de solvente de absorção.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do contato do fluxo de gás leve com o sistema de solvente de absorção compreender pressurizar o fluxo de gás leve e o sistema de solvente de absorção para uma pressão gauge em uma faixa de 50 psi (345 kPa) a 250 psi (1724 kPa).

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato da recuperação do etileno não reagido do sistema de solvente de absorção compreender despressurizar o sistema de solvente de absorção, tendo etileno não reagido absorvido a uma pressão gauge em uma faixa de 5 psi (34 kPa) a 30 psi (207 kPa).

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do fluxo de gás leve compreender ainda isobuteno e em que pelo menos uma porção do isobutano do fluxo de gás leve é absorvida pelo sistema de solvente de absorção.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato do contato da corrente de gás leve com o sistema de

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2/2 solvente de absorção produzir uma composição compreendendo um complexo do sistema de solvente de absorção e etileno não reagido.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender ainda a combustão do fluxo de gás residual, em que o fluxo de gás residual compreende etano.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato do fluxo de gás residual compreender menos do que 5% em peso de etileno não reagido.

9. Sistema de produção de polietileno caracterizado por compreender:

um fluxo de alimentação compreendendo etileno introduzido em um reator de polimerização;

um fluxo de produto de polimerização emitido a partir do reator de polimerização e introduzido em um separador;

um fluxo de gás leve compreendendo etileno não reagido emitido a partir do separador, o fluxo de gás leve sendo separado do fluxo de produto de polimerização e introduzido em um reator de absorção compreendendo um sistema de solvente de absorção, em que o sistema de solvente de absorção compreende cloreto de cobre, anilina e N-metilpirrolidona;

um conjugado absorvente-etileno formado dentro do reator de absorção por absorção de pelo menos uma porção do etileno não reagido pelo sistema de solvente de absorção; e um fluxo de gás residual compreendendo etano emitido a partir do reator de absorção, em que o fluxo de gás residual compreende componentes do fluxo de gás leve que não são absorvidos pelo sistema de solvente de absorção.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda um fluxo de etileno não reagido recuperado emitido a partir do reator de absorção e reintroduzido no reator de polimerização.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato do conjugado absorvente-etileno ser emitido a partir do reator de absorção e introduzido em um recipiente de regeneração e compreendendo ainda um fluxo de etileno não reagido recuperado emitido a partir do recipiente de regeneração e reintroduzido no reator de polimerização.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato do etileno não reagido recuperado ser recuperado a partir do conjugado absorvente-etileno através de uma redução de pressão.