BR112014017052B1

BR112014017052B1 - processo para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes

Info

Publication number: BR112014017052B1
Application number: BR112014017052-5A
Authority: BR
Inventors: Herbert Vorholt; Henry Rudolph; Manfred Van Stiphoudt; Armin Reimann; Detlef Jung; Martin W. Beerhorst; Heinz-Peter Grupe; Volker Becker
Original assignee: Evonik Operations Gmbh
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2020-11-17
Also published as: US20150017426A1; KR101625783B1; CN104053683A; TWI600667B; BR112014017052A8; KR20140119101A; EP2615119B1; JP2015507045A; CN104053683B; TW201329109A; JP5903503B2; WO2013104480A1; EP2615119A1; BR112014017052A2

Abstract

PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE PARTÍCULAS POLIMÉRICAS HIDROABSORVENTES, PARTÍCULAS POLIMÉRICAS HIDROABSORVENTES E SEU USO, COMPÓSITO E SEU USO, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE COMPÓSITO, ESPUMAS, ARTIGOS MOLDADOS, FIBRAS A invenção refere-se, de um modo geral, a um processo para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes contendo as etapas de: (i) preparação de uma solução aquosa contendo monômeros monoetilenicamente insaturados com grupos carboxila ((Altai)) neutralizados pelo menos parcialmente e pelo menos um agente de reticulação ((Alfa)3); (ii) adição, opcional, de partículas finas de um polímero hidroabsorvente à solução aquosa de monômeros; (ill) adição à solução aquosa de monômeros de um iniciador de polimerização ou de pelo menos um componente de um sistema iniciador de polimerização que contenha dois ou mais componentes; (iv) redução do teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros; (v) carregamento da solução aquosa de monômeros no reator de polimerização; (vi) polimerização dos monômeros de uma solução aquosa de monômeros no reator de polimerização; (vii) descarga do cordão de gel polimérico do reator de polimerização e, opcionalmente, cominuição do gel polimérico para obtenção de partículas de gel polimérico; (viii) secagem das partículas de gel polimérico; (ix) trituração das partículas de gel polimérico secas para obtenção de um particulado de (...).

Description

[0001] A invenção refere-se a um processo para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes, às partículas poliméricas hidroabsorventes obtidas por este processo, a um compósito, a um processo para preparação de um compósito, ao compósito passível de ser obtido por este processo, a produtos químicos ao uso das partículas poliméricas hidroabsorventes ou de um compósito.

[0002] Os superabsorventes são polímeros reticulados insolúveis em água, capazes de absorver grandes quantidades de líquidos aquosos, especialmente fluidos corporais, mais especialmente urina ou sangue, por absorção e formação de hidrogéis, e de reter esses fluidos sob uma certa pressão. Em virtude dessas propriedades características, esses polímeros são usados principalmente por incorporação em artigos sanitários como, por exemplo, fraldas infantis, produtos para incontinência e absorventes íntimos.

[0003] A preparação de superabsorventes é geralmente feita por polimerização radicalar de monômeros que contêm grupos ácidos, em presença de agentes de reticulação. Este método permite a preparação de polímeros com diferentes propriedades absorventes, dependendo da escolha da composição monomérica, dos agentes de reticulação, das condições de polimerização e das condições de processamento do hidrogel obtido após a polimerização (para detalhes, consulte, por exemplo, Modern Superabsorbent Polymer Technology, FL Buchholz, GT Graham, Wiley-VCH, 1998). 0 hidrogel obtido após a polimerização é, em geral, cominuido, seco e classificado de modo a se obter um superabsorvente particulado com uma distribuição de tamanho de particulas bem definida. Em outra etapa do processo, geralmente essas particulas superabsorventes são reticuladas na superficie para melhorar a absorção. Para tanto, as particulas são misturadas com uma solução aquosa contendo um agente de reticulação de superficie e, opcionalmente, outros aditivos; a mistura assim obtida é tratada termicamente a fim de promover a reação de reticulação.

[0004] Os monômeros contendo grupos ácidos podem ser polimerizados em presença de agentes de reticulação tanto por processos em batelada quanto contínuos. Em ambos os processos, é comum utilizar ácido acrilico parcialmente neutralizado como monômero. Processos adequados de neutralização são descritos, por exemplo, em EP 0 372 706 A2, EP 0 574 260 Al, WO 2003/051415 Al, EP 1 470 905 Al, WO 2007/028751 Al, WO 2007/028746 Al e WO 2007/028747 Al.

[0005] A EP 0 372 706 A2 descreve um processo de neutralização em três etapas, no qual primeiro adicionam-se, simultaneamente, ácido acrilico e solução de hidróxido de sódio de modo a se obter um grau de neutralização de 75 a 100 mol %; na segunda etapa, o grau de neutralização é aumentado de 100,1 a 110 mol % para hidrolisar o ácido diacrilico presente como impureza do ácido acrilico utilizado e, na terceira etapa, estabelece-se um grau de neutralização de 20 a 100 mol % por adição de mais ácido acrilico. A EP 0 574 260 Al descreve, à página 7 linhas 38 a 41, que, com vantagens, a neutralização envolve, inicialmente, uma carga de solução de hidróxido de sódio e, em seguida, adição de ácido acrilico, sob resfriamento. A WO 2003/051415 Al ensina um processo para preparação de polimeros hidroabsorventes, no qual a solução monomérica tem uma temperatura minima de 40°C. A EP 1 470 905 Al descreve, nos exemplos, a neutralização continua de ácido acrilico imediatamente a montante do reator de polimerização. Devido ao calor de neutralização, a temperatura sobe para 95°C. A WO 2007/028751 Al descreve um processo para neutralização continua, no qual o aumento de temperatura ocorrido durante a neutralização é minimizado. A WO 2007/028746 Al descreve um processo de neutralização continuamente monitorado. A WO 2007/028747 Al descreve o uso de uma solução monomérica pré- neutralizada para preparação de soluções monoméricas com diferentes graus de neutralização.

[0006] Outro processo para neutralização do ácido acrilico é apresentado em WO 2010/003884 Al. Por este processo, uma solução monomérica contendo ácido acrilico é neutralizada pelo menos parcialmente e o calor de neutralização é removido, pelo menos em parte, usando-se um trocador de calor indireto por meio de um meio refrigerante, no qual o desempenho de refrigeração especifico do trocador de calor é menor que 10 W/cm2.

[0007] A desvantagem desses processos existentes no estado da técnica para neutralização de ácido acrilico e resfriamento da solução aquosa então obtida, do ácido acrilico parcialmente neutralizado, pode ser observada pelo fato de que o processo geral de preparação de superabsorventes, que compreende não apenas a etapa de neutralização em que é gerado o calor de neutralização, mas também as etapas seguintes, como a de secagem do gel polimérico particulado obtido após a polimerização radicalar ou a reação de reticulação de superficie, ainda é improvável do ponto de vista do balanço energético. Por exemplo, nas etapas de secagem e reticulação de superficie, a energia é liberada sob a forma de vapor d'água que, com frequência, não é suficientemente reaproveitada no processo total.

[0008] No geral, o objeto da invenção consiste em contribuir para a superação de desvantagens existentes no estado da técnica no contexto da produção dos superabsorventes.

[0009] Outro objetivo consiste em fornecer um processo para preparação de particulas poliméricas hidroabsorventes que, comparado aos processos conhecidos no estado da técnica, caracteriza-se por um balanço energético mais favorável. Um "balanço energético favorável" no sentido da presente invenção visa, preferencialmente, descrever um processo no qual o calor que é gerado em uma ou mais etapas do processo é reaproveitado o máximo possivel em outras etapas do mesmo processo em que há necessidade de calor minimizando, deste modo, a quantidade de calor que precisa ser fornecida ao processo por meios externos.

[0010] Uma contribuição para o atingimento desses objetivos é feita por um processo para a preparação de particulas poliméricas hidroabsorventes que compreende as etapas de (i) preparação de uma solução aquosa contendo monômeros monoetilenicamente insaturados com grupos carboxila (al) neutralizados pelo menos parcialmente e pelo menos um agente de reticulação (a3); (ii) adição, opcional, de partículas finas de um polimero hidroabsorvente à solução aquosa de monômeros; (iii) adição à solução aquosa de monômeros de um iniciador de polimerização ou de pelo menos um componente de um sistema iniciador de polimerização que contenha dois ou mais componentes; (iv) redução do teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros; (v) carregamento da solução aquosa de monômeros no reator de polimerização; (vi) polimerização dos monômeros de uma solução aquosa de monômeros no reator de polimerização; (vii) descarga do cordão de gel polimérico do reator de polimerização e, opcionalmente, cominuição do gel polimérico para obtenção de partículas de gel polimérico; (viii) secagem das partículas de gel polimérico; (ix) trituração das partículas de gel polimérico secas para obtenção de um particulado de partículas poliméricas hidroabsorventes; (x) separação, por tamanho, das partículas poliméricas hidroabsorventes trituradas; e (xi) tratamento da superfície das partículas poliméricas hidroabsorventes trituradas e separadas por tamanho; e em que, na etapa (i) do processo, a preparação da solução aquosa de monômeros compreende os passos seguintes: (ia) neutralização pelo menos parcial do ácido acrilico pela mistura deste a uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a obter uma solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib) resfriamento da solução aquosa do ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente com um liquido refrigerante em um trocador de calor, onde o liquido refrigerante usado no trocador de calor foi resfriado em um refrigerador por absorção no qual pelo menos parte do calor do liquido refrigerante aquecido obtido no trocador de calor (2) é consumido pela evaporação de um liquido refrigerante em um vácuo criado pela absorção de um vapor refrigerante por um absorvente.

[0011] O processo de acordo com a presente invenção é, de preferência, um processo continuo, no qual a solução aquosa de monômeros é fornecida continuamente e introduzida no reator de polimerização de forma continua. O hidrogel obtido é continuamente retirado do reator de polimerização e, também continuamente, cominuido, seco, triturado e classificado nas etapas subsequente do processo. Esse processo continuo pode, no entanto, ser interrompido para, por exemplo, - substituição de algumas partes do equipamento usado no processo, como o material da esteira de transporte caso uma esteira desse tipo seja usada como reator de polimerização - limpeza de algumas partes do equipamento usado no processo, especialmente para remoção de depósitos de polímeros nos tanques ou dutos, ou - início de um novo processo no qual partículas poliméricas hidroabsorventes com outras características de absorção deverão ser preparadas.

[0012] As partículas poliméricas hidroabsorventes preferidas, de acordo com a presente invenção, são as que têm tamanho médio de partículas segundo o WSP 220.2 (método de análise dos "Word Strategic Partners"(Parceiros Estratégicos do Word) EDANA e INDA) entre 10 e 3.000 pm, preferencialmente entre 20 e 2.000 pm e, mais preferencialmente entre 150 e 850 pm. Neste contexto, é particularmente preferível que o teor de partículas poliméricas com tamanho de partículas entre 300 e 600 pm seja de pelo menos 30% em peso, especialmente preferível que ele seja de pelo menos 40% em peso e ainda mais preferível que ele seja de pelo menos 50% em peso, com base no peso total das partículas poliméricas hidroabsorventes.

[0013] Na etapa (i) do processo conforme a presente invenção, uma solução aquosa de monômeros contendo monômeros monoetilenicamente insaturados com grupos carboxila (al) neutralizados pelo menos parcialmente e pelo menos um agente de reticulação (a3) é preparada.

[0014] Os monômeros monoetilenicamente insaturados contendo grupos carboxila (al) preferidos são os citados em DE 102 23 060 Al como monômeros (al) preferidos, entre os quais o ácido acrílico é especialmente preferido.

[0015] De acordo com a presente invenção, é preferível que o polímero hidroabsorvente produzido pelo processo da invenção contenha monômeros que possuam grupos carboxila em proporção de pelo menos 50% em peso, preferencialmente de pelo menos 70% em peso e mais preferencialmente de pelo menos 90% em peso, com base no peso seco. É especialmente preferível, de acordo com a invenção, que o polímero hidroabsorvente produzido pelo processo da invenção seja formado de pelo menos 50% em peso, preferencialmente pelo menos 70% em peso de ácido acrílico, o qual deve ser preferencialmente neutralizado na proporção de pelo menos 20 mol%, mais preferencialmente de pelo menos 50 mol%. A concentração dos monômeros monoetilenicamente insaturados contendo carboxilas (al) parcialmente neutralizadas na solução aquosa de monômeros fornecida pela etapa (i) do processo deve preferencialmente estar na faixa compreendida entre 10 e 60% em peso, preferencialmente entre 20 e 50% em peso e, mais preferencialmente, entre 30 e 40% em peso, com base no peso total da solução aquosa de monômeros.

[0016] A solução aquosa de monômeros pode conter, também, monômeros monoetilenicamente insaturados (a2) copolimerizáveis com (al). Os monômeros (a2) preferidos são aqueles citados em DE 102 23 060 Al como monômeros (a2) preferidos, dos quais a acrilamida é especialmente preferida.

[0017] Os agentes de reticulação (a3) preferidos segundo a presente invenção são compostos cujas moléculas têm pelo menos dois grupos etilenicamente insaturados (agente de reticulação de classe I); compostos que têm pelo menos dois grupos funcionais capazes de reagir com os grupos funcionais dos monômeros (al) ou (α2) em uma reação de condensação ( = agentes de reticulação por condensação) , em uma reação de adição ou em uma reação de abertura de anel (agente de reticulação de classe II); compostos que têm pelo menos um grupo etilenicamente insaturado e pelo menos um grupo funcional capaz de reagir com os grupos funcionais dos monômeros (al) ou (ot2) em uma reação de condensação, uma reação de adição ou uma reação de abertura de anel (agente de reticulação de classe III); ou cátions metálicos polivalentes (agente de reticulação de classe IV). Portanto, com os agentes de reticulação de classe I a reticulação do polímero é realizada por polimerização radicalar dos grupos etilenicamente insaturados das moléculas do agente de reticulação com os monômeros monoetilenicamente insaturados (al) ou (a2), enquanto que, com os agentes de reticulação de classe II e com os cátions metálicos polivalentes da classe IV obtém-se a reticulação do polímero, respectivamente, por reação de condensação dos grupos funcionais (agente de reticulação de classe II) ou via interação eletrostática do cátion metálico polivalente (agente de reticulação de classe IV) com os grupos funcionais do monômero (al) ou (a2). Com agentes de reticulação de classe III consegue- se a reticulação dos polímeros por polimerização radicalar dos grupos etilenicamente insaturados correspondentes e por condensação entre os grupos funcionais dos agentes de reticulação e dos monômeros (al) ou (a2).

[0018] Os agentes de reticulação (a3) preferidos são todos aqueles compostos citados em DE 102 23 060 Al como agentes de reticulação (a3) das classes I, II, III e IV, onde - são especialmente preferidos como agentes de reticulação de classe I a N, N' -metilenobisacrilamida, os di(met)acrilatos de polietilenoglicol, o cloreto de trialilmetilamônio, o cloreto de tetra-alilamônio e o acrilato de alil-nonaetilenoglicol produzido com 9 moles de óxido de etileno por mol de ácido acrilico, e - e especialmente preferidos como agentes de reticulação de classe IV, o AI2 (SO4)3 e seus hidratos.

[0019] Os polimeros hidroabsorventes preferidos produzidos pelo processo da invenção são aqueles polimeros reticulados por agentes de reticulação das seguintes classes ou das seguintes combinações de classes, respectivamente: I, II, III, IV, I II, I III, I IV, I II III, I II IV, I III IV, II III IV, II IV ou III IV.

[0020] Outros polimeros hidroabsorventes preferidos produzidos pelo processo da presente invenção são aqueles polimeros reticulados com qualquer um dos agentes de reticulação descritos em DE 102 23 060 Al como pertencentes à classe I, entre os quais são especialmente preferidos a N,N'-metileno-bisacrilamida, os di(met)acrilatos de polietilenoglicol, o cloreto de trialil-metilamônio, o cloreto de tetra-alilamônio e o acrilato de alilnonaetilenoglicol produzido com 9 moles de óxido de etileno por mol de ácido acrilico.

[0021] A solução aquosa de monômeros pode conter, ainda, polimeros hidrossolúveis (a4). Os polimeros hidrossolúveis (a4) preferidos incluem álcool polivinilico saponificado parcial- ou completamente, polivinilpirrolidona, amido e seus derivados, poliglicóis e ácido poliacrílico. 0 peso molecular dos polímeros não é crítico, desde que eles sejam hidrossolúveis. Os polímeros hidrossolúveis (a4) preferidos são o amido, seus derivados e o álcool polivinílico. Os polímeros hidrossolúveis (a4) , preferencialmente sintéticos, como o álcool polivinílico, não servem apenas como uma base de reticulação para os monômeros a serem polimerizados. É possível também misturá-los com o hidrogel do polímero hidroabsorvente ou com este já seco.

[0022] A solução aquosa de monômero pode, ainda, conter substâncias auxiliares (a5), entre as quais incluem, em particular, os agentes complexantes como, por exemplo, o EDTA.

[0023] As quantidades relativas de monômeros (al) e (a2), de agentes de reticulação (a3), de polímeros hidrossolúveis (a4) e de substâncias auxiliares (a5) na solução aquosa de monômeros são escolhidas, preferencialmente, de modo que a estrutura obtida para o polímero hidroabsorvente na etapa x) do processo, após secagem, seja baseada na proporção de 20-99, 999% em peso, preferencialmente na proporção de 55-98,99% em peso e, mais preferencialmente na proporção de 70-98,79% em peso de monômeros (al), na proporção de 0-80%, em peso, preferencialmente na proporção de 0-44, 99% em peso e, em especial, preferencialmente na proporção de 0,1-44,89% em peso de monômeros (a2), na proporção de 0-5%, em peso, preferencialmente na proporção de 0,001-3% em peso e, em especial, preferencialmente na proporção de 0,01-2,5% em peso de agentes de reticulação (a3), na proporção de 0-30%, em peso, preferencialmente na proporção de 0-5% em peso e, em especial, preferencialmente na proporção de 0,1-5% em peso de polímeros hidrossolúveis («4) , na proporção de 0-20%, em peso, preferencialmente na proporção de 0-10% em peso e, em especial, preferencialmente na proporção de 0,1-8% em peso de substâncias auxiliares (a5), e na proporção de 0,5-25% em peso, preferencialmente na proporção de 1-10% em peso e, mais preferencialmente na proporção de 3-7% em peso de água (a6), sendo a soma das quantidades em peso de (αl) a (a6) igual a 100% em peso.

[0024] Os valores ideais das concentrações, em particular dos monômeros, agentes de reticulação e de polímeros hidrossolúveis, na solução monomérica podem ser determinados por experimentos preliminares simples ou a partir de dados do estado da técnica, em especial das publicações US 4,286, 082; DE 27 06 135 Al; US 4,076,663; DE 35 03 458 Al; DE 40 20 780 Cl; DE 42 44 548 Al; DE 43 33 056 Al e DE 44 18 818 Al.

[0025] Na etapa (ii) do processo, partículas finas de um polimero hidroabsorvente podem ser, opcionalmente, à solução aquosa do monômero. adicionadas

[0026] As particulas finas hidroabsorventes são, de preferência, as particulas poliméricas hidroabsorventes cuja composição corresponde à das particulas poliméricas hidroabsorventes descritas acima, em que é preferível que pelo menos 90% em peso das particulas finas hidroabsorventes, preferencialmente pelo menos 95% em peso das particulas finas hidroabsorventes e, mais preferencialmente, pelo menos 99% em peso das particulas poliméricas hidroabsorventes tenham tamanho de particulas menor que 200 pm, preferencialmente menor que 150 pm e, em especial, menor que 100 pm.

[0027] Em uma modalidade preferida do processo da presente invenção, as particulas finas hidroabsorventes que podem, opcionalmente, ser adicionadas à solução aquosa de monômeros na etapa (ii) do processo são particulas finas obtidas na etapa (x) do processo da presente a invenção e que são, desta maneira, recicladas.

[0028] As particulas finas podem ser adicionadas à solução aquosa de monômeros por meio de qualquer dispositivo misturador que um técnico da área considere adequado para tal. Em uma modalidade preferida da presente invenção, que é particularmente útil se o processo for conduzido em modo continuo como descrito acima, as particulas finas são adicionadas à solução aquosa de monômero em um dispositivo misturador rotatório para o qual um fluxo de particulas finas e um fluxo de solução aquosa de monômeros são continuamente dirigidos, mas vindo de direções distintas. Esse tipo de arranjo de mistura pode ser feito no chamado "Misturador do tipo Rotor/Estator" que contém em sua área de mistura um estator não giratório, preferencialmente de forma cilíndrica, em cujo centro há um rotor, também preferencialmente de forma cilíndrica, que gira. As paredes do rotor, assim como as do estator, geralmente têm cortes (p. ex., na forma de fendas), através dos quais a mistura de partículas finas e solução aquosa de monômeros pode ser sugada e, assim, submetida a grandes forças de cisalhamento.

[0029] Neste contexto, é particularmente preferível que o fluxo de partículas finas e o fluxo de solução aquosa de monômeros formem um ângulo δ entre 60 e 120°, mais preferencialmente entre 75 e 105°, ainda mais preferencialmente entre 85 e 95° e, mais preferencialmente em torno de 90°. É preferível, também, que o fluxo de mistura de partículas finas e de solução aquosa de monômeros, que sai do misturador, e o fluxo de partículas finas que entra formem um ângulo ε entre 60 e 120°, preferencialmente entre 75 e 105°, mais preferencialmente entre 85 e 95° e, mais preferencialmente, formem um ângulo em torno de 90°.

[0030] Um arranjo de mistura como este pode, por exemplo, ser feito com os dispositivos misturadores descritos em DE-A- 25 20 788 e DE-A-26 17 612, cujo teor é aqui incorporado por referência. Exemplos concretos de misturadores que podem ser usados para adicionar partículas finas à solução aquosa de monômeros na etapa (ii) do processo da presente invenção são aqueles disponibilizados pela IKA® Werke GmbH &Co. KG, Staufen, Alemanha, sob os códigos MHD 2000/4, MHD 2000/05, MHD 2000/10, MDH 2000/20, MHD 2000/30 e MHD 2000/50, entre os quais o misturador MHD 2000/20 é especialmente preferido. Outros misturadores que podem ser utilizados são os disponibilizados pela ystral GmbH, Ballrechten-Dottingen, Alemanha, por exemplo sob o nome Conti TDS", ou pela Kinematika AG, Luttau, Suíça, por exemplo sob o nome comercial Megatron®.

[0031] A quantidade de partículas finas que pode ser adicionada à solução aquosa de monômeros na etapa (ii) do processo é, preferencialmente, de 0,1 a 15% em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 10% em peso e, ainda mais preferencialmente de 3 a 8% em peso, com base no peso da solução aquosa de monômeros.

[0032] Na etapa (iii) do processo conforme a presente invenção, um iniciador de polimerização ou pelo menos um componente de um sistema iniciador de polimerização que tenha dois ou mais componentes é adicionado à solução aquosa de monômeros.

[0033] Como iniciadores de polimerização podem ser usados quaisquer dos iniciadores comumente usados na produção de superabsorventes que formem radicais livres nas condições de polimerização. Entre estes há catalisadores térmicos, catalisadores redox e fotoiniciadores, cuja ativação ocorre por irradiação energética. Os iniciadores de polimerização podem ser dissolvidos ou dispersos na solução aquosa de monômeros. O uso de catalisadores hidrossolúveis é preferido.

[0034] Como iniciadores térmicos podem ser usados todos os compostos conhecidos pelos técnicos da área que se decompõem formando radicais livres sob efeito de temperatura. São particularmente preferidos os iniciadores térmicos de polimerização com meia-vida menor que 10 segundos, mais preferencialmente menor que 5 segundos em temperaturas abaixo de 180 °C, mais preferencialmente abaixo de 140 °C. Peróxidos, hidroperóxidos, peróxido de hidrogênio, persulfatos e compostos azo são iniciadores térmicos de polimerização particularmente preferidos. Em alguns casos é vantajoso utilizar misturas de vários iniciadores térmicos de polimerização. Dentre essas misturas, aquelas que consistem de peróxido de hidrogênio e peroxidissulfato de sódio ou de potássio são preferidas e podem ser usadas em qualquer proporção desejada. Dos peróxidos orgânicos adequados, são preferidos o peróxido de acetilacetona, o peróxido de metiletilcetona, o peróxido de benzoila, o peróxido de lauroila, o peróxido de acetila, o peróxido de caprila, o peroxidicarbonato de isopropila, o peroxidicarbonato de 2-etil- hexila, o hidroperóxido de terc-butila, o hidroperóxido de cumeno, o perpivalato de terc-amila, o perpivalato de terc- butila, o perneo-hexonato de terc-butila, o isobutirato de terc- butila, o per-2-etil-hexenoato de terc-butila, o per- isononanoato de terc-butila, o permaleato de terc-butila, o perbenzoato de terc-butila, o 3,5,5-trimetil-hexanoato de terc- butila e o perneodecanoato de amila. Além destes, os seguintes iniciadores térmicos de polimerização são preferidos: compostos azo, como azo-bis-isobutironitrol, azo-bis- dimetilvaleronitrila, dicloridrato de 2,2-azobis-(2- amidinopropano), dicloridrato de azo-bis-ami-dinopropano, dicloridrato de 2,2'-azobis-(N,N-dimetileno)isobutiramidina, 2- (carbamoilazo)isobutironitrila e 4,4'-azobis-(ácido 4-ciano- valérico). Os compostos mencionados são usados em quantidades convencionais, preferencialmente na faixa de 0,01 a 5, mais preferencialmente de 0,1 a 2 mol% com base, respectivamente, na quantidade de monômeros a ser polimerizada.

[0035] Os catalisadores redox contêm dois ou mais componentes, geralmente um ou mais dos peroxicompostos listados acima, e pelo menos um componente redutor que, preferencialmente, é ácido ascórbico; glicose; sorbose; manose; hidrogenossulfito, sulfato, tiossulfato, hipossulfito ou sulfeto de amónia ou de metal alcalino; sais de metais como ferro II ou prata; ou hidroximetil-sulfoxilato de sódio. De preferência, são usados ácido ascórbico ou pirossulfito de sódio como o componente redutor do catalisador redox. São usados 1 x 10-5 a 1 mol % do componente redutor e 1 x 10-5 a 5 mol% do componente oxidante do catalisador redox referenciados, em cada caso, à quantidade de monômeros usada na polimerização. Em substituição ao componente oxidante do catalisador redox ou como um complemento a ele, pode ser usado um ou mais azo compostos, preferencialmente hidrossolúveis.

[0036] Se a polimerização for iniciada por ação de um feixe de energia, utilizam-se, geralmente, os chamados fotoiniciadores. Estes podem incluir, por exemplo, os chamados a-splitters, os sistemas de abstração de H ou azidas. Exemplos desses iniciadores são os derivados da benzofenona (como a cetona de Michler), derivados do fenantreno, derivados fluorados, derivados da antraquinona, derivados da tioxantona, derivados da cumarina, benzoinéter e derivados, azocompostos como os formadores de radicais citados acima, hexa-arilbisimidazóis substituidos e os óxidos de acilfosfina. Como exemplos de azidas, tem-se: 2-(N,N-dimetilamino)etil-4-azidocinamato, 2-(N,N- dimetilamino)etil-4-azidonaftilcetona, 2-(N,N-di- metilamino)etil-4-azidobenzoato, 5-azido-1-naftil-2'-(N,N- dimetilamino)etilsulfona, N-(4-sulfonilazidofenil)maleinimida, N-acetil-4-sulfonil-azidoanilina, 4-sulfonilazidoanilina, 4- azidoanilina, brometo de 4-azidofenacila, ácido p-azidobenzóico, 2, 6-bis(p-azidobenzilideno)ciclo-hexanona e 2,β-bis(p- azidobenzilideno)-4-metilciclo-hexanona. Em geral, quando utilizados, os fotoiniciadores são empregados em quantidades de 0,01 a 5% em peso, com base nos monômeros a serem polimerizados.

[0037] Um sistema redox particularmente preferido, que é utilizado no processo da presente invenção, contém peróxido de hidrogênio, peroxidissulfato de sódio e ácido ascórbico.

[0038] Neste contexto, deve-se observar também qu o iniciador de polimerização pode ser adicionado antes, durante ou após a etapa (iv) do processo, isto é, depois que o teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros tiver diminuido. Se for utilizado um sistema iniciador de polimerização que contenha dois ou mais componentes - como aquele sistema preferido que contém peróxido de hidrogênio, peroxidissulfato de sódio e ácido ascórbico -, e que só fique ativo depois da adição de todos os componentes, um ou mais destes pode ser adicionado, por exemplo, antes da etapa (iv) do processo e o(s) outro(s) componentes, necessários para completar a atividade do sistema iniciador da polimerização, é(são) adicionado(s) após a etapa (iv), talvez até depois da etapa (v) do processo.

[0039] Na etapa (iv) do processo conforme a invenção, o teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros é reduzido; assim, deve-se observar que esta etapa também pode ser realizada antes, durante ou após a etapa (ii) do processo. De preferência, o teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros deve ser reduzido depois que as particulas finas tiverem sido adicionadas, na etapa (ii) do processo.

[0040] O teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros é reduzido colocando-se a solução em contato com um gás inerte, como nitrogênio. A fase que contém o gás inerte e que está em contato com a solução aquosa de monômeros é livre de oxigênio e, portanto, caracterizada por uma pressão parcial de oxigênio muito baixa. Em consequência, o oxigênio passa da solução aquosa de monômeros para a fase que contém o gás inerte até que as pressões parciais de oxigênio nas duas fases sejam iguais. Pode- se colocar a fase aquosa de monômeros em contato com a fase que contém o gás inerte, por exemplo, borbulhando o gás inerte na solução monomérica em corrente, contracorrente ou em ângulos de entrada intermediários. Uma boa mistura entre as fases pode ser obtida, por exemplo, utilizando-se bicos vaporizadores, misturadores estáticos ou dinâmicos, ou colunas de bolhas. O teor de oxigênio da solução monomérica antes da polimerização deve ser, de preferência, reduzido a menos de 1 ppm por peso, mais preferencialmente a menos de 0,5 ppm por peso.

[0041] Na etapa (v) do processo conforme a presente invenção, a solução aquosa de monômeros é introduzida no reator de polimerização, de preferência por meio de uma esteira de transporte, em especial, de preferência, em uma posição a montante da esteira; na etapa (vi) do processo, os monômeros presentes na solução aquosa são polimerizados no reator de polimerização obtendo-se, assim, um gel polimérico. Se a polimerização for conduzida utilizando-se uma esteira de polimerização como reator, obtém-se um cordão de gel polimérico em uma parte a jusante da esteira de transporte; este cordão, depois de seco é, de preferência, cominuido para a obtenção de partículas de gel.

[0042] Qualquer reator, considerado pelos técnicos da área como adequado para a polimerização, continua ou em batelada, de monômeros como o ácido acrilico, em solução aquosa, pode ser usado como reator de polimerização. Um exemplo de reator de polimerização adequado é um reator de amassamento. Em um amassador, o gel polimérico formado na polimerização da solução aquosa de monômeros é cominuido de forma continua, por exemplo, usando-se as pás de um agitador contrarrotatório como o descrito em WO 2001/38402.

[0043] Outro exemplo de reator de polimerização adequado é uma esteira de transporte. Qualquer esteira de transporte que um técnico da área considere útil como material de suporte para o qual a solução aquosa de monômeros acima descrita possa ser carregada e, depois, ser polimerizada para formar um hidrogel pode ser usada com esteira de transporte no processo conforme a presente invenção. Exemplos de esteiras de transporte que podem ser usadas nesse processo estão descritas em DE-A-35 44 770, EP- A-0 955 086 e EP-A-1 683 813, cujas descrições estão incorporadas a este documento por referência.

[0044] Normalmente, a esteira de transporte compreende uma esteira de movimento sem fim que passa sobre elementos de suporte e pelo menos dois roletes-guia, dos quais pelo menos um é direcionável e um é configurado para ser ajustável. Opcionalmente, há um sistema de despejo e alimentação para uma placa de liberação, que pode ser usado em seções da superficie superior da esteira de transporte. Esse sistema inclui um sistema de suprimento e medição para os componentes da reação e meios opcionais de irradiação colocados na direção do movimento da esteira de transporte, após o sistema de suprimento e medição, juntamente com dispositivos de resfriamento e aquecimento, bem como um sistema de remoção do cordão de gel polimérico, arranjado nas vizinhanças do rolete-guia para a corrida de retorno da esteira de transporte. Para que seja possivel obter a polimerização completa, como um rendimento espaço-tempo o mais alto possivel, de acordo com a presente invenção, há elementos de suporte verticais, cujos eixos longitudinais se cruzam em um ponto abaixo da corrida superior e que moldam a esteira de transporte suportada por eles de modo a deixá-la como uma calha adequada ao processo. Esses elementos de suporte verticais são posicionados na vizinhança da corrida superior da esteira de transporte, de cada lado dos elementos de suporte horizontais, e começam na área dos sistemas de suprimento e medição. Assim, de acordo com a presente invenção, a esteira de transporte é apoiada nas vizinhanças do sistema de suprimento de componentes, por diversos elementos de suporte e carregamento, em formato de calha, que formam uma configuração em forma de calha ou de prato fundos para os componentes da reação que estão sendo introduzidos. A forma de calha desejada é determinada pelo formato e pelo arranjo dos elementos de suporte situados ao Ingo do caminho da corrida superior. Na área em que os componentes da reação são introduzidos, os elementos de suporte devem ficar relativamente próximos uns dos outros, enquanto na área seguinte, depois do inicio da polimerização, os elementos de suporte podem ficar mais afastados uns dos outros. Tanto o ângulo de inclinação dos elementos de suporte quanto a seção transversal deles pode variar, a fim de aplainar a calha, inicialmente profunda, na parte final da seção de polimerização e, de novo, colocá-la em uma conformação estendida. Em outra modalidade da invenção, cada elemento de suporte é, preferencialmente, formado por um rolete cilíndrico ou esférico, que pode girar em torno de seu eixo longitudinal. Variando-se a seção transversal e a configuração do rolete, é fácil conseguir a forma desejada para a seção transversal da calha. Para assegurar a formação adequada da calha na esteira de transporte, tanto quando ela passa da forma estendida para a de calha quanto ao retornar à forma estendida, é preferível que a esteira de transporte seja flexivel tanto longitudinalmente quanto na sua direção transversal.

[0045] Na etapa (vii) do processo conforme a presente invenção, o gel polimérico particulado obtido no reator de polimerização, preferencialmente as particulas de gel polimérico obtidas no reator de amassamento ou o cordão de gel polimérico obtido na parte a jusante da esteira de transporte, é retirado do reator e, especialmente no caso do cordão de gel polimérico obtido na esteira de transporte, (ainda mais) cominuido para obtenção de particulas de gel polimérico. De preferência, o cordão de gel polimérico resultante é removido da esteira de transporte sob a forma de um filamento continuo de consistência semissólida e, em seguida, submetido a um processamento, como uma cominuição.

[0046] A cominuição do cordão de gel polimérico é realizada, preferencialmente, em pelo menos três etapas: - na primeira, uma unidade cortante, preferencialmente uma faca como, por exemplo a descrita em WO-A-96/36464, é utilizada para cortar o cordão de gel polimérico em tiras planas, de preferência com comprimento na faixa de 5 a 500 mm, preferencialmente de 10 a 300 mm e, mais preferencialmente, de 100 a 200 mm, com espessura de 1 a 30 mm, preferencialmente de 5 a 25 mm e, mais preferencialmente, de 10 a 20 mm, e com largura na faixa de 1 a 500 mm, preferencialmente de 5 a 250 mm e, mais preferencialmente, de 10 a 200 mm; - na segunda etapa, uma unidade de cisalhamento, de preferência um martelo rompedor (breaker) é usado para quebrar as tiras em pedaços de gel, de preferência de comprimento entre 2,5 e 25 mm, preferencialmente de 1 a 12,5 mm, espessura de 0,5 a 15 mm, preferencialmente de 0,25 a 7,5 mm, e largura entre 0,5 e 20 mm, preferencialmente entre 0,25 e 10 mm, e - na terceira etapa, uma unidade de trituração ("wolf"), preferencialmente um "wolf"que tenha, de preferência uma rosca e uma placa perfurada, em que o movimento da rosca contra a placa perfurada é usado para triturar e quebrar os pedaços de gel formando partículas de gel polimérico que são, preferencialmente, menores que os pedaços de gel.

[0047] Desta forma consegue-se uma razão superficie-volume ideal, que tem um efeito benéfico sobre o comportamento de secagem na etapa (viii) do processo. Um gel cominuido desta maneira é particularmente adequado para secagem em esteira. A cominuição em três etapas fornece uma maior "capacidade de aeração" devido aos canais de ar localizados entre os cernes granulados.

[0048] Na etapa (viii) do processo conforme a presente invenção, as particulas de gel polimérico são secas.

[0049] A secagem das particulas de gel polimérico pode ser feita em qualquer secador ou forno considerado apropriado para tal pelos técnicos da área. Fornalhas de tubo rotatório, secadores de leito fluidizado, secadores de placa, secadores de pás e secadores infravermelhos podem ser citados como exemplos.

[0050] Os secadores de esteira são especialmente preferidos. Um secador em esteira é um sistema de secagem por convecção usado para tratamento particularmente brando de produtos aerados. O produto a ser seco é colocado em uma esteira de transporte sem fim, que permite a passagem de gás através dela, e submetido a um fluxo de gás aquecido, preferencialmente ar. O gás de secagem é reciclado para ficar cada vez mais saturado, à medida que passa repetidamente pela camada de produto. Uma dada fração do gás de secagem, preferencialmente não menos que 10%, mais preferencialmente não menos que 15%, ainda mais preferencialmente, não menos que 20%, preferencialmente até 50%, mais preferencialmente até 40% e, ainda mais preferencialmente até 30% da quantidade de gás por passagem deixa o secador como um vapor altamente saturado e contém a quantidade de água evaporada do produto. A temperatura do fluxo de gás aquecido é, de preferência, não inferior a 50 °C, mais preferencialmente, não inferior a 100 °C e, ainda mais preferencialmente, não inferior a 150 °C; ela é, preferencialmente, de até 250 °C, mais preferencialmente de até 220 °C e ainda mais preferencialmente, de até 200 °C.

[0051] O tamanho e o desenho dos secadores dependem do produto a ser processado, da capacidade de produção e do processo de secagem. Um secador de esteira pode ser exemplificado como uma esteira simples, uma esteira múltipla, um sistema de múltiplos estágios ou um sistema de armazenagem múltipla. A presente invenção utiliza, preferencialmente, um secador de esteira que tem pelo menos uma esteira. Os secadores de esteira simples são muito particularmente preferidos. Para assegurar o desempenho ideal da operação de secagem em esteira, as propriedades de secagem dos polímeros hidroabsorventes são determinadas individualmente, me função dos parâmetros de processamento escolhidos. Os tamanhos dos furos e das malhas da esteira são configurados para o produto. Do mesmo modo, são possíveis alguns melhoramentos na superficie, como o eletropolimento ou a cobertura dela com teflon.

[0052] As partículas de gel polimérico a serem secas são colocadas na esteira do secador de esteira, de preferência, por meio de uma correia oscilante. A altura de alimentação, isto é, a distância vertical entre a correia oscilante e o leito da esteira de transporte deve ser, preferencialmente, não inferior a 10 cm, mais preferencialmente não inferior a 20 cm e, ainda mais preferencialmente, não inferior a 30 cm; ela deve ser, de preferência, de até 200 cm, mais preferencialmente de até 120 cm e, ainda mais preferencialmente, de até 40 cm. A espessura das partículas de gel polimérico a ser seco sobre o secador de esteira não deve ser, preferencialmente, menor que 2 cm, mais preferencialmente não menor que 5 cm e, ainda mais preferencialmente, não inferior a 8 cm; ela também não deve ser, de preferência, maior que 20 cm, mais preferencialmente, não superior a 15 cm e, ainda mais preferencialmente, não superior a 12 cm. Preferencialmente, a velocidade da esteira do secador de esteira não deve ser inferior a 0,005 m/s, mais preferencialmente não inferior a 0,01 m/s, ainda mais preferencialmente, não inferior a 0,015 m/s; de preferência, ela também deve ser de até 0,05 m/s, mais preferencialmente de até 0,03 m/s e, ainda mais preferencialmente, de até 0,025 m/s.

[0053] Além disso, de acordo com a invenção, é preferível que as partículas de gel polimérico sejam secas até estarem com um teor de água de 0,5-25% em peso, preferencialmente de 1-10% em peso e, mais preferencialmente, de 3-7% em peso.

[0054] Na etapa (ix) do processo conforme a presente invenção, as partículas secas de gel polimérico são trituradas, obtendo- se, assim, partículas poliméricas hidroabsorventes particuladas.

[0055] Para a trituração das partículas de gel polimérico seco pode ser usado qualquer dispositivo que um técnico da área considere apropriado para triturar as partículas poliméricas secas descritas acima. Como exemplo de um triturador adequado, pode-se citar um moinho de rolos de estágios simples ou múltiplos, preferencialmente um moinho de rolos de dois ou três estágios; um moinho de pinos; um moinho de martelo ou um moinho vibratório.

[0056] Na etapa (x) do processo conforme a presente invenção, as partículas trituradas de polímero hidroabsorvente são separadas por tamanho, de preferência usando-se peneiras apropriadas. Neste contexto é particularmente preferível que, após a separação por tamanho, o teor de partículas poliméricas hidroabsorventes com tamanho de partículas menor que 150 pm seja menor que 10% em peso, preferencialmente menor que 8% em peso, especialmente preferível que seja menor que 6% em peso; e que o teor de partículas poliméricas com tamanho de partículas maior que 850 pm também seja menor que 10% em peso, preferencialmente menor que 8% em peso e, em especial, menor que 6% em peso. É preferível, também, que após a separação por tamanho, pelo menos 30% em peso, de preferência pelo menos 40% em peso e mais preferencialmente pelo menos 50% em peso das partículas poliméricas hidroabsorventes, com base no peso total das partículas poliméricas hidroabsorventes, tenha tamanho de partículas entre 300 e 600 pm.

[0057] Na etapa (xi) do processo conforme a presente invenção, a superfície das partículas poliméricas hidroabsorventes trituradas e separadas por tamanho pode ser tratada. Como medidas de tratamento da superfície das partículas poliméricas hidroabsorventes podem ser usadas quaisquer medidas consideradas adequadas para este fim pelos técnicos da área. Exemplos de tratamento de superfície incluem a reticulação de superfície, o tratamento com sais hidrossolúveis como sulfato de alumínio ou lactato de alumínio, o tratamento com partículas inorgânicas como dióxido de silício, e semelhantes. De preferência, os componentes usados para tratar a superfície das partículas poliméricas (agente de reticulação, sais hidrossolúveis) são adicionados às partículas poliméricas hidroabsorventes sob a forma de soluções. Depois que as particulas tiverem sido misturadas com as soluções aquosas, elas são aquecidas a uma temperatura na faixa de 150 a 230 °C, preferencialmente de 160 a 200 °C, para promover a reação de reticulação de superfície.

[0058] O processo conforme a presente invenção é caracterizado pelo fato de que, na etapa (i) do processo, a preparação da solução aquosa de monômeros inclui as etapas de: (ia) neutralização pelo menos parcial do ácido acrílico pela mistura deste a uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a obter uma solução aquosa de ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib) resfriamento da solução aquosa do ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente com um líquido refrigerante em um trocador de calor, onde o líquido refrigerante usado no trocador de calor foi resfriado em um refrigerador por absorção no qual pelo menos parte do calor do líquido refrigerante aquecido obtido no trocador de calor (2) é consumido pela evaporação de um líquido refrigerante em um vácuo criado pela absorção de um vapor refrigerante por um absorvente.

[0059] Na etapa (ia) do processo, o ácido acrílico é neutralizado pelo menos em parte pela mistura deste ácido com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a obter uma solução aquosa de ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente. A mistura dos dois componentes (ácido acrílico e solução aquosa de hidróxido de sódio) pode ser realizada em qualquer equipamento misturador e por qualquer método considerado adequado pelos técnicos da área. 0 ácido acrilico pode ser adicionado à solução aquosa de hidróxido de sódio ou vice-versa. De preferência, o ácido acrilico é adicionado à solução aquosa, preferencialmente de forma continua, com um fluxo de ácido acrilico sendo continuamente introduzido em um fluxo de solução aquosa de hidróxido de sódio.

[0060] A temperatura do ácido acrilico usado na etapa (ia) do processo é, preferencialmente, de 15 a 35 °C, mais preferencialmente de 15 a 20 °C.

[0061] A concentração de hidróxido de sódio na solução aquosa de hidróxido de sódio usada na etapa (ia) do processo é, de preferência, de 10 a 30% em peso, mais preferencialmente de 12 a 18% em peso, com base no peso total da solução aquosa de hidróxido de sódio. A temperatura da solução aquosa de hidróxido de sódio usada na etapa (ia) do processo é, preferencialmente, de 25 a 45 °C, mais preferencialmente de 30 a 40 °C.

[0062] À medida que a solução aquosa de hidróxido de sódio entra em contato com o ácido acrilico, há formação de energia, pois a neutralização é uma reação fortemente exotérmica. Sem o resfriamento da mistura, a temperatura subiria significativamente, o que levaria à formação de impurezas por reação de polimerização radicalar. Portanto, a mistura obtida na etapa (ia) do processo tem que ser resfriada.

[0063] Na etapa (ib) do processo conforme a presente invenção, a solução aquosa do ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, é resfriada com um liquido refrigerante em um trocador de calor, onde o liquido refrigerante usado no trocador de calor foi resfriado em um refrigerador por absorção no qual pelo menos parte do calor do liquido refrigerante aquecido obtido no trocador de calor (2) é consumido pela evaporação de um liquido refrigerante em um vácuo criado pela absorção de um vapor refrigerante por um absorvente.

[0064] Como trocador de calor pode ser usado qualquer equipamento capaz de permitir a transferência de calor da mistura de neutralização obtida na etapa (ia) do processo para um liquido refrigerante sem necessidade de contato direto entre a mistura de neutralização e o liquido de refrigeração (água). Trocadores de calor adequados são, por exemplo, os trocadores de calor de concha e tubo, os trocadores de calor de placa, os trocadores de calor de roda adiabática, os de placa fina, os de placa em travesseiro, os trocadores de calor por fluido ou trocadores de calor por mudança de fase, sendo especialmente preferidos os trocadores de calor de concha e tubo e os de placa. A construção e a função de trocadores de calor adequados são descritas em detalhes no parágrafo 8.1, páginas 496-506 de "Grundoperationen Chemischer Verfahrenstechnik", Wilhlem R.A. Vauck, Hermann A. Müssler, Wiley-VCH, 11a edição (2000).

[0065] Os liquidos refrigerantes preferidos são água, soluções aquosas de sais, glicerol ou misturas desses liquidos, sendo água o preferido deles.

[0066] O liquido de refrigeração, preferencialmente a água usada no trocador de calor, é um liquido capaz de resfriar; de preferência, a água que foi resfriada em um refrigerador por absorção. Um refrigerador por absorção é aquele que utiliza uma fonte de calor para fornecer a energia necessária para o funcionamento do sistema de refrigeração. A função de um refrigerador por absorção baseia-se em uma grande afinidade entre o refrigerante e o absorvente usados nele. São preferidos na presente invenção, um refrigerador por absorção baseado em um sal de litio que utiliza água como refrigerante e um sal de litio, de preferência LiBr, como absorvente. Refrigeradores por absorção deste tipo podem ser obtidos sob a marca comercial "Millennium™"York International, que podem ser comprados da Johnson Controls Inc., como o modelo YIA.

[0067] O refrigerador por absorção preferido para o processo conforme a presente invenção compreende uma estrutura inferior contendo uma seção de absorção e uma seção de evaporação, e uma estrutura superior que contém uma seção de geração e outra de condensação; a pressão na estrutura inferior do refrigerador, é de 1 a 25 mbar, preferencialmente de 6 a 10 mbar, e a pressão na estrutura superior é de 50 a 150 mbar, preferencialmente de 75 a 125 mbar.

[0068] Em um refrigerador por absorção como esse, que tem o chamado "tipo natural de circulação", a solução aquosa do sal de litio é aquecida à ebulição na seção de geração e conduzida através de um elevador gás-liquido para o separador que fica em um nivel mais alto, conforme o principio de uma bomba de elevação de ar, onde é separado em vapor d'água e solução residual concentrada de sal de litio. Em seguida, esse vapor d'água é resfriado, condensando-se na seção de condensação; o condensado, ou água, é levado para alimentar a seção de evaporação. A água que entra na seção de evaporação é novamente vaporizada, pois a pressão interna na seção de evaporação é suficientemente baixa para fazer com que essa vaporização ocorra com facilidade. Como a vaporização da água consome calor e, portanto, produz energia de resfriamento, um outro fluido que passa pela seção de evaporação (=liquido refrigerante aquecido, de preferência água aquecida, do trocador de calor usado para refrigerar a mistura de neutralização) é resfriado; este fluido refrigerado é usado para resfriar a mistura de neutralziação no trocador de calor.

[0069] Ao mesmo tempo, a solução concentrada de sal de litio que foi separada do vapor d'água na seção de separação, é levada até um trocador de calor onde é submetida à troca de calor com a solução diluida de sal de litio; a solução concentrada de sal de litio assim resfriada é então usada para alimentar a seção de absorção. Na seção de absorção, esta solução concentrada de sal de litio absorve o vapor d'água produzido na seção de evaporação, transformando-se em solução diluida de sal de litio. Em seguida, essa solução diluida de sal de litio é usada para alimentar o trocador de calor, onde é submetida a uma troca de calor com a solução concentrada de sal de litio, como descrito acima; a solução diluida de sal de litio, assim aquecida pela troca de calor, volta novamente para a seção de geração. O ciclo acima descrito é repetido para efetuar a refrigeração desejada.

[0070] Conforme uma modalidade preferida do processo segundo a presente invenção, a energia que é gerada em qualquer uma das etapas (i) a (xi) do processo, preferencialmente energia sob a forma de água quente ou vapor gerado em qualquer das etapas (i) a (xi) do processo, é utilizada para o funcionamento do refrigerador por absorção, de preferência para aquecer a solução diluída de absorvente, em especial, de preferência a solução diluída de sal de litio obtida na seção de absorção, depois que a solução diluída de absorvente é transferida para a seção de geração. A água quente que pode ser gerada em qualquer uma das etapas (i) a (xi) do processo é, preferencialmente, um condensado quente com temperatura entre 180 e 240 °C, de preferência entre 200 e 220 °C a uma pressão entre 5 e 25 bar. No processo conforme a presente invenção, esse condensado quente pode ser usado diretamente para aquecer a solução diluída de absorvente no refrigerador por absorção. Mas também é possível produzir vapor de outra forma e usá-lo para aquecer a solução diluída de absorvente no refrigeador por absorção.

[0071] Um líquido refrigerante, de preferência água fria, é usado no refrigerador por absorção para condensar a água na seção de condensação e para remover o calor gerado pelo processo de absorção na seção de absorção. Preferencialmente, esse líquido refrigerante é água que foi resfriada por ar, de preferência na torre de resfriamento descrita abaixo.

[0072] De acordo com uma primeira variação desta modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, a água quente ou o vapor gerado na etapa (viii) do processo é usado para aquecer a solução diluída de absorvente - sendo particularmente preferida a solução diluída de sal de litio - obtida na seção de absorção depois que a solução diluída de absorvente é transferida para a seção de geração. Na etapa (viii) do processo, as partículas de gel polimérico obtidas na etapa (vii) do processo são secas. Por este processo de secagem, grandes quantidades de água quente ou de vapor são geradas e podem ser usadas para por em funcionamento o refrigerador por absorção na etapa (ib) do processo.

[0073] De acordo com uma segunda variação desta modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, a água quente ou o vapor gerado na etapa (xi) do processo é usado para aquecer a solução diluida de absorvente - sendo particularmente preferida a solução diluida de sal de litio - obtida na seção de absorção depois que a solução diluida de absorvente é transferida para a seção de geração. Na etapa (xi) do processo, as partículas poliméricas hidroabsorventes trituradas e separadas por tamanho obtidas na etapa (x) do processo passam por um tratamento de superficie, de preferência, por meio da mistura dessas partículas com soluções aquosas que contêm um agente de reticulação e, opcionalmente, outros aditivos, como p. ex. sais inorgânicos, seguida de um tratamento térmico para promover a reação de reticulação de superficie. Também neste tratamento térmico grandes quantidades de água quente ou de vapor são geradas e podem ser usadas para por em funcionamento o refrigerador por absorção na etapa (ib) do processo.

[0074] De acordo com uma terceira variação desta modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, a água quente ou o vapor gerado nas etapas (viii) e (xi) do processo é usado para aquecer a solução diluida de absorvente - sendo particularmente preferida a solução diluida de sal de litio - obtida na seção de absorção depois que a solução diluida de absorvente é transferida para a seção de geração.

[0075] Tornou-se vantajoso, no processo conforme a presente invenção, que a mistura de neutralização obtida na etapa (ia) do processo não seja resfriada diretamente em um trocador de calor que seja refrigerado com o liquido refrigerante resfriado - de preferência, a água fria oriunda do refrigerador por absorção - , mas sim que a mistura de neutralização seja pré-resfriada em um trocador de calor que seja refrigerado por um liquido refrigerante, de preferência a água que tenha sido resfriada por outros dispositivos refrigeradores como, por exemplo, uma torre de resfriamento. Desta forma, em outra modalidade preferida do processo de acordo com presente invenção, a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, é resfriada em duas etapas sucessivas: (ib_l) resfriamento da solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente com água, em um primeiro trocador de calor no qual o liquido refrigerante, preferencialmente a água usada no primeiro trocador de calor e resfriada com ar, de preferência em uma torre de resfriamento, obtendo-se, assim, uma solução aquosa pré- resfriada de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib_2) resfriamento da solução aquosa pré-resfriada de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente obtida na etapa (ib_l) do processo com um liquido refrigerante, preferencialmente água, em um segundo trocador de calor, de modo que a água usada neste segundo trocador de calor tenha sido resfriada em um refrigerador por absorção.

[0076] Como torre de resfriamento pode ser utilizado qualquer equipamento que os técnicos da área considerem adequado para resfriar a solução aquosa de ácido acrilico pelo menos parcialmente neutralizado, quente, obtida por evaporação na etapa (ia) do processo. Neste contexto, faz-se referência ao parágrafo 8.2, páginas 520-523 de "Grundoperationen Chemischer Verfahrenstechnik", Wilhlem R.A. Vauck, Hermann A. Müssler, Wiley-VCH, 11a edição (2000) , onde são descritas torres de resfriamento adequadas.

[0077] Neste contexto, é especialmente preferido que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, tenha temperatura entre 75 e 95 °C, de preferência entre 80 e 90 °C, e que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, pré-resfriada, obtida na etapa (ib_l) do processo, tenha temperatura entre 25 e 45 °C, preferencialmente entre 30 e 40 °C.

[0078] É ainda mais preferido que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, tenha temperatura entre 75 e 95 °C, de preferência entre 80 e 90 °C, e que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, pré-resfriada, obtida na etapa (ib_2) do processo, tenha temperatura entre 10 e 40 °C, preferencialmente entre 12 e 35 °C.

[0079] No processo conforme a presente invenção, também tornou-se vantajoso que o ácido acrilico usado para preparação das particulas poliméricas hidroabsorventes não seja misturado de uma só vez à solução aquosa de hidróxido de sódio, mas sim que duas ou mais porções de ácido acrilico sejam adicionadas em sequência à solução aquosa de hidróxido de sódio, diminuindo, assim, a energia gerada pela reação exotérmica de neutralização. Desta forma, em outra modalidade preferida do processo conforme a etapa (i) do processo da presente invenção, a preparação da solução aquosa de monômeros inclui as etapas de: (ial) neutralização pelo menos parcial do ácido acrilico pela mistura deste a uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a obter uma solução aquosa de ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente; (ibl) resfriamento da primeira solução aquosa de ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente com um líquido refrigerante, preferencialmente água, em um trocador de calor, de modo que o líquido refrigerante usado no trocador de calor tenha sido resfriado em um refrigerador por absorção. (ia2) neutralização pelo menos parcial do ácido acrílico pela mistura de uma segunda porção de ácido acrílico com a primeira solução resfriada do ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente, que foi obtido na etapa (ibl) do processo, obtendo-se, assim, uma segunda solução aquosa de ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib2) resfriamento da segunda solução aquosa de ácido acrílico neutralizado pelo menos parcialmente com um líquido refrigerante, preferencialmente em um trocador de calor, de modo que o líquido refrigerante usado no trocador de calor tenha sido resfriado em um refrigerador por absorção.

[0080] Neste contexto, é particularmente preferido que, na etapa (ial) do processo entre 50 e 90% em peso, mais preferencialmente entre 60 e 80% em peso da quantidade total de ácido acrilico presente na solução monomérica que está sendo polimerizada na etapa (iv) do processo sejam adicionados à solução aquosa de hidróxido de sódio como a primeira porção, sendo o restante adicionado como a segunda porção, na etapa (ia2) do processo.

[0081] Mais uma vez, o resfriamento da solução aquosa do ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente nas etapas (ibl) e (ib2) do processo possa ser, novamente, realizado em duas etapas (ibl_l e (ibl_2) ou (ib2_l e ib2_2), respectivamente, nas quais as soluções aquosas do ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtidas nas etapas (ial) e (ia2) do processo, respectivamente, sejam resfriadas com água em um primeiro trocador de calor, no qual o liquido refrigerante, preferencialmente a água usada no primeiro trocador de calor seja refrigerada por ar, preferencialmente em uma torre de resfriamento, obtendo-se, assim, soluções aquosas pré-resfriadas de ácido acrilico pelo menos parcialmente neutralizado, e onde essas soluções sejam ainda resfriadas por um liquido refrigerante, preferencialmente água, em um segundo trocador de calor, no qual a água usada nesse segundo trocador de calor tenha sido resfriada em um refrigerador por absorção.

[0082] Uma contribuição para o alcance dos objetivos citados no inicio é feita também pelas particulas poliméricas hidroabsorventes que podem ser obtidas por esse processo.

[0083] Outra contribuição para o atingimento dos objetivos descritos no inicio é feita por um compósito contendo as particulas poliméricas hidroabsorventes que podem ser obtidas pelo processo conforme a presente invenção e um substrato. Neste contexto, é preferido que as partículas poliméricas hidroabsorventes e o substrato sejam firmemente ligados um ao outro. Os substratos preferidos são filmes de polímeros, como por exemplo, de polietileno, polipropileno ou poliamida; metais; não tecidos; felpas; tecidos; tela tecida; fibras naturais ou sintéticas; e outras espumas. É ainda mais preferido, de acordo com a invenção, que o compósito tenha pelo menos uma região que contenha partículas poliméricas hidroabsorventes em quantidade na faixa de aproximadamente 15 a 100% em peso, de preferência cerca de 30 a 100% em peso, mais preferencialmente de cerca de 50 a 99, 99% em peso e, ainda mais preferencialmente, de cerca de 60 a 99,00% em peso e, mais preferivelmente de cerca de 70 a 99% em peso baseado, em cada caso, no peso total da região do compósito em questão, com esta região tendo, preferencialmente, um tamanho de pelo menos 0,01 cm3, de preferência pelo menos 0,1 cm3 e, mais preferivelmente, pelo menos 0,5 cm3.

[0084] Em uma modalidade particularmente preferida do compósito conforme a invenção, este é um compósito plano como o descrito em WO 02/056812 Al como "material absorvente". O conteúdo apresentado em WO 02/056812 Al, em especial o que se refere à precisa estrutura do compósito, ao peso por unidade de área de seus constituintes e à sua espessura, é introduzido aqui como referência e representa parte do conteúdo apresentado na presente invenção.

[0085] Outra contribuição ao atingimento dos objetivos mencionados no início é feita por um processo para produção de um compósito, no qual as partículas poliméricas hidroabsorventes que podem ser obtidas pelo processo confirme a presente invenção e um substrato, e ainda opcionalmente um aditivo, são postos em contato uns com os outros. Os substratos que podem ser utilizados são, preferencialmente, aqueles já mencionados acima com relação ao compósito conforme a invenção.

[0086] Uma contribuição para o atinqimento dos objetivos mencionados no inicio é feita também por um compósito passível de ser obtido pelo processo descrito acima, compósito este que possui, de preferência, as mesmas propriedades do compósito conforme a invenção descrito acima.

[0087] Outra contribuição para o atingimento dos objetivos descritos no início é feita por produtos químicos contendo as partículas poliméricas hidroabsorventes que podem ser obtidas pelo processo conforme a presente invenção ou um compósito conforme a invenção. Os produtos químicos preferidos são, em especial, espumas, artigos moldados, fibras, folhas, filmes, cabos, materiais de vedação, artigos de higiene absorvedores de líquidos - em especial fraldas e absorventes íntimos -, carreadores de agentes reguladores do crescimento de plantas ou de fungos ou carreadores de compostos ativos na proteção de plantas, aditivos para materiais de construção, materiais para embalagens ou aditivos para o solo.

[0088] O uso das partículas poliméricas hidroabsorventes passíveis de obtenção pelo processo conforme a presente invenção ou do compósito conforme a presente invenção em produtos químicos, preferencialmente naqueles citados acima, em particular em artigos de higiene, como fraldas e absorventes íntimos, bem como o uso das partículas superabsorventes como carreadores para agentes reguladores do crescimento de plantas ou fungos ou como carreadores de compostos ativos na proteção de plantas também contribuem para o atingimento dos objetivos supracitados. No uso como carreadores de agentes reguladores do crescimento de plantas ou de fungos ou como carreadores de compostos ativos na proteção de plantas, é preferivel que os agentes reguladores do crescimento de plantas ou de fungos, bem como os compostos ativos na proteção de plantas sejam liberados ao longo de um periodo de tempo controlado pelo carreador.

[0089] A seguir, a invenção é ilustrada mais especificamente por meio de figuras não limitantes.

[0090] A Figura 1 é um diagrama esquemático do principio básico do processo conforme a presente invenção.

[0091] A Figura 2 ilustra o modo de ação de um refrigerador por absorção.

[0092] A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, onde o vapor que é gerado no decorrer da preparação das particulas poliméricas hidroabsorventes é usado para fazer funcionar o refrigerador por absorção.

[0093] A Figura 4 ilustra fontes preferidas do vapor gerado no decorrer da preparação das particulas poliméricas hidroabsorventes e usado para fazer funcionar o refrigerador por absorção.

[0094] A Figura 5 é um diagrama esquemático de outra modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, na qual o ácido acrilico é introduzido no processo em duas porções.

[0095] A Figura 1 é um diagrama esquemático do principio básico do processo conforme a presente invenção. Um fluxo da solução aquosa de hidróxido de sódio @é combinado a um fluxo de ácido acrilico ® de acordo com a etapa (ia) do processo. A mistura © assim obtida é pré-resfriada em um primeiro trocador de calor 1. O refrigerante aquecido (água) do primeiro trocador de calor 1 é resfriado preferencialmente em uma torre de resfriamento (não mostrada) . A temperatura do fluxo @ da solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado depois de passar pelo primeiro trocador de calor 1 é, preferencialmente, de 30 a 40 °C. O fluxo @ é, em seguida, ainda mais resfriado em um segundo trocador de calor 2. O refrigerante usado para a operação desse segundo trocador de calor 2 é resfriado em um refrigerador por absorção 3. O fluxo © do refrigerante aquecido do segundo trocador de calor 2 é refrigerado na seção de evaporação do refrigerador por absorção 3 e volta como um fluxo resfriado © para dentro do trocador de calor 2. O refrigerador por absorção é ativado por um fluxo de água quente ou de vapor (h) que sai do refrigerador por absorção como um fluxo ©. Depois de passar pelo trocador de calor 2, um fluxo ® de uma solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado é obtido com temperatura entre 10 e 40 °C.

[0096] A Figura 2 ilustra o modo de ação do refrigerador por absorção 3, que utiliza água como refrigerante e um sal de litio (p. ex., brometo de litio) como absorvente. O refrigerador por absorção 3 compreende uma estrutura inferior 8 contendo uma seção de absorção 9 e uma seção de evaporação 10, e uma estrutura superior 4 que compreende uma seção de geração 7 e uma seção de condensação 5, em que a pressão na estrutura inferior 8 é de cerca de 7 mbar e a pressão na estrutura superior 4 é de cerca de 90 mbar. A água de refrigeração usada para remover o calor gerado na seção de absorção 9 e condensar o refrigerante na seção de condensação 6 é, de preferência, a água que foi resfriada em um torre de resfriamento.

[0097] A solução aquosa do sal de litio 14 (a chamada "solução forte") é aquecida à ebulição na seção de geração 7 e conduzida através de um elevador gás-liquido para o separador que fica em um nivel mais alto, conforme o principio de uma bomba de elevação de ar, onde é separada em vapor d'água e solução residual concentrada de sal de litio. Esse vapor d'água é, em seguida, resfriado, condensando-se na seção de condensação 5; o condensado, ou água, 6 é levado para alimentar a seção de evaporação 10. A água que entra na seção de evaporação 10 é novamente vaporizada, pois a pressão interna na seção de evaporação 6 é suficientemente baixa para fazer com que essa vaporização ocorra com facilidade. Como a vaporização da água consome calor e, portanto, produz energia de resfriamento, um outro fluido que passa pela seção de evaporação (=água aquecida, oriunda do trocador de calor usado para refrigerar a mistura de neutralização @) é resfriado; este fluido refrigerado (fluxo (D) é usado para resfriar a mistura de neutralização no trocador de calor 2.

[0098] Ao mesmo tempo, a solução concentrada de sal de litio que foi separada do vapor d’água na seção de separação, é levada até um trocador de calor 13 onde é submetida à troca de calor com uma solução diluída de sal de litio 15 (a chamada "solução diluída"); a solução concentrada de sal de litio assim resfriada é então usada para alimentar a seção de absorção 9. Na seção de absorção 9, esta solução concentrada de sal de litio absorve o vapor d'água produzido na seção de evaporação 10, transformando- se em solução diluída de sal de litio. Essa solução diluída de sal de litio é, posteriormente, usada para alimentar o trocador de calor 13, onde é submetida a uma troca de calor com a solução concentrada de sal de litio, como descrito acima; a solução diluída de sal de litio, assim aquecida pela troca de calor, volta novamente para a seção de geração 7. O ciclo acima descrito é repetido para efetuar a refrigeração desejada.

[0099] A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, onde o vapor (h) que é gerado no decorrer da preparação das partículas poliméricas hidroabsorventes na unidade de produção 16 é usado para fazer funcionar o refrigerador por absorção 3. O vapor (h) entra no refrigerador por absorção 3 pela seção de geração 7 na estrutura superior 4 (ver a figura 2) e aquece a solução aquosa de sal de litio 14.

[0100] A Figura 4 ilustra fontes preferidas do vapor (h) gerado no decorrer da preparação das partículas poliméricas hidroabsorventes e usado para fazer funcionar o refrigerador por absorção 3. Um fluxo resfriado (D de uma solução aquosa de monômeros é introduzido em uma unidade de produção 15 para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes. O fluxo corresponde, preferencialmente, o fluxo (S) nas figuras 1 e 5. A solução monomérica pode ser complementada, na unidade de produção 16, por outros aditivos, como agentes de reticulação, iniciadores, finos, etc. e, então, polimerizada em uma unidade de polimerização 16a. 0 gel polimérico assim obtido é cominuido em uma unidade de cominuição 16b, onde são obtidas particulas do gel polimérico. Essas particulas de gel polimérico são secas em uma unidade de secagem 16c; o polimero seco é, em seguida, triturado e classificado em uma unidade de trituração e classificação 16d. As particulas poliméricas hidroabsorventes são submetidas a reticulação de superficie na unidade de reticulação de superficie 16e. Um vapor (h) é gerado, especialmente nas unidades de secagem 16c e de reticulação de superficie 16e, como um subproduto que pode servir para fazer funcionar o refrigerador por absorção, como ilustrado na Figura 2 .

[0101] A Figura 5 é um diagrama esquemático de outra modalidade preferida do processo conforme a presente invenção, na qual o ácido acrilico é introduzido no processo em duas porções. Um fluxo de solução aquosa de hidróxido de sódio □ com temperatura entre 25 e 45 °C, preferencialmente entre 30 e 40 °C, é combinado com um primeiro fluxo de ácido acrilico ® conforme a etapa (ia) do processo. Cerca de 70% em peso do ácido acrilico presente na mistura monomérica final usada para preparar o polimero é adicionado nesta etapa do processo. A mistura assim obtida, com temperatura entre 75 e 95 °C, preferencialmente entre 80 e 90 °C, é pré-resfriada em um primeiro trocador de calor 1. O refrigerante aquecido (água) do primeiro trocador de calor 1 é resfriado preferencialmente em uma torre de resfriamento (não mostrada). A temperatura do fluxo (3) da solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado depois de passar pelo primeiro trocador de calor é, preferencialmente, de 25 a 45 °C. 0 fluxo @ é, em seguida, ainda mais resfriado em um segundo trocador de calor 2. 0 refrigerante usado para a operação desse segundo trocador de calor 2 é resfriado em um refrigerador por absorção 3. 0 fluxo @ do refrigerante aquecido do segundo trocador de calor 2 é refrigerado na seção de evaporação do refrigerador por absorção 3 e volta como um fluxo resfriado (f) para dentro do trocador de calor 2. 0 refrigerador por absorção é ativado por um fluxo de água quente ou de vapor (h) que sai do refrigerador por absorção como um fluxo ©. Após a passagem pelo trocador de calor 2, o fluxo obtido de solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado tem uma temperatura na faixa de 10 a 20 °C, preferencialmente de 12 a 15 °C. A esta solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado, a porção restante de ácido acrilico (cerca de 30% em peso) é acrescentada como um fluxo ®. A solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado assim obtida tem uma temperatura na faixa de 20 a 45 °C, preferencialmente de 30 a 35 °C e, em seguida, é resfriada do mesmo modo que o fluxo que foi obtido pela mistura dos fluxos @ e ®. A mistura assim obtida é, novamente, pré-resfriada em um primeiro trocador de calor 17. O refrigerante aquecido (água) do primeiro trocador de calor 17 é resfriado preferencialmente em uma torre de resfriamento (não mostrada). A temperatura do fluxo © da solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado depois de passar pelo primeiro trocador de calor 17 é, preferencialmente, de 20 a 30 °C. O fluxo © é, em seguida, ainda mais resfriado em um segundo trocador de calor 18. O refrigerante usado para a operação desse segundo trocador de calor 18 é resfriado em um refrigerador por absorção 3. Depois de passar pelo trocador de calor 2, um fluxo de uma solução aquosa de ácido acrilico parcialmente neutralizado é obtido com temperatura entre 10 e 40 °C, preferencialmente entre 12 e 35 °C. LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1 primeiro trocador de calor 2 segundo trocador de calor 3 refrigerador por absorção 4 estrutura superior 5 seção de condensação 6 condensado (água) 7 seção de geração 8 estrutura inferior 9 seção de absorção 10 seção de evaporação 11 bomba 12 bomba 13 trocador de calor 14 solução forte 15 solução diluida 16 unidade de produção, para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes 16a unidade de polimerização 16b unidade de cominuição 16c unidade de secagem 16d unidade de trituração e classificação 16e unidade de reticulação de superfície 17 primeiro trocador de calor 18 segundo trocador de calor

Claims

1. Processo para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes, caracterizado por conter as etapas de: (i) preparar uma solução aquosa de monômeros contendo monômeros monoetilenicamente insaturados com grupos carboxila (al) neutralizados pelo menos parcialmente e pelo menos um agente de reticulação (a3); (ii) adicionar, opcionalmente, partículas finas de um polímero hidroabsorvente à solução aquosa de monômeros; (iii) adicionar, à solução aquosa de monômeros, um iniciador de polimerização ou pelo menos um componente de um sistema iniciador de polimerização que contenha dois ou mais componentes; (iv) reduzir o teor de oxigênio da solução aquosa de monômeros; (v) carregar a solução aquosa de monômeros no reator de polimerização; (vi) polimerizar os monômeros na solução aquosa de monômeros no reator de polimerização, obtendo-se um gel polimérico; (vii) descarregar o gel polimérico do reator de polimerização e, opcionalmente, cominuir o gel polimérico para obter partículas de gel polimérico; (viii) secar as partículas de gel polimérico;

2. Processo para preparação de partículas poliméricas hidroabsorventes, caracterizado por conter as etapas de: (ix) triturar as particulas de gel polimérico secas para obter um particulado de particulas poliméricas hidroabsorventes; (x) separar, por tamanho, as particulas poliméricas hidroabsorventes trituradas; e (xi) tratar a superficie das particulas poliméricas hidroabsorventes trituradas e separadas por tamanho; em que, na etapa (i) do processo, a preparação da solução aquosa de monômeros compreende as etapas de: (ia) neutralizar pelo menos parcialmente o ácido acrilico pela mistura deste a uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a obter uma solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib) resfriar a solução aquosa do ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente com um liquido refrigerante em um trocador de calor (2) , em que o liquido refrigerante usado no trocador de calor foi resfriado em um refrigerador por absorção (3), no qual pelo menos parte do calor do liquido refrigerante aquecido obtido no trocador de calor (2) é consumido pela evaporação de um liquido refrigerante em um vácuo criado pela absorção de um vapor refrigerante por um absorvente. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, tem temperatura na faixa de 75 a 95°C, e em que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ib) do processo, tem temperatura na faixa de 10 a 20°C.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, é resfriada em duas etapas sucessivas: (ib_l)resfriar a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente com um liquido refrigerante em um primeiro trocador de calor (1), em que o liquido refrigerante usado no primeiro trocador de calor (1) foi resfriado com ar, obtendo- se, assim, uma solução aquosa pré-resfriada de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib_2)resfriar a solução aquosa pré-resfriada de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente obtida na etapa (ib_l) do processo com um liquido refrigerante em um segundo trocador de calor (2), em que o liquido refrigerante usado no segundo trocador de calor (2) foi resfriado em um refrigerador por absorção (3).

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ia) do processo, tem temperatura na faixa de 75 a 95°C, e em Ml que a solução aquosa pré-resfriada de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtida na etapa (ib_l) do processo, tem temperatura na faixa de 25 a 45°C, e a solução aquosa resfriada de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, obtido na etapa (ib_2) do processo tem temperatura na faixa de 10 a 40 °C.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o refrigerador por absorção (3) é um refrigerador por absorção (3) baseado em sal de litio que utiliza água como liquido refrigerante e um sal de litio como absorvente.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o refrigerador por absorção (3) compreende uma estrutura inferior (8) contendo uma seção de absorção (9) e uma seção de evaporação (10), e uma estrutura superior (4) que compreende uma seção de geração (7) e uma seção de condensação (5), em que a pressão na estrutura inferior (8) está na faixa de 100 a 2500 Pa (1 a 25 mbar) e a pressão na estrutura superior (4) está na faixa de 5000 a 15000 Pa (50 a 150 mbar).

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a água quente ou vapor que é gerado em pelo menos uma das etapas (i) a (xi) do processo é usada para fazer funcionar o refrigerador por absorção.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a água quente ou vapor gerado na etapa (viii) do processo é usada para aquecer a solução diluida de absorvente que é obtida na seção de absorção (9) depois que a solução diluida de absorvente é transferida para a seção de geração (7).

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a água quente ou vapor gerado na etapa (xi) do processo é usada para aquecer a solução diluida de absorvente que é obtida na seção de absorção (9) depois que a solução diluida de absorvente é transferida para a seção de geração (7).

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, na etapa (i) do processo, a preparação da solução aquosa de monômeros inclui as etapas de: (ial) neutralizar pelo menos parcialmente o ácido acrilico pela mistura de uma primeira porção de ácido acrilico a uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de modo a obter uma primeira solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente; (ibl)resfriar a primeira solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente com um liquido refrigerante, em um trocador de calor (2), em que o liquido refrigerante usado no trocador de calor (2) tenha sido resfriado em um refrigerador por absorção (3) ; (ia2) neutralizar pelo menos parcialmente o ácido acrilico pela mistura de uma segunda porção de ácido acrilico sπ com a primeira solução resfriada do ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente, que tenha sido obtido na etapa (ibl) do processo, obtendo-se, assim, uma segunda solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente; (ib2)resfriar a segunda solução aquosa de ácido acrilico neutralizado pelo menos parcialmente com um liquido refrigerante, em um trocador de calor (2), de modo que o liquido refrigerante usado no trocador de calor (2) tenha sido resfriado em um refrigerador por absorção (3) .

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que na etapa (ial) do processo, entre 50 e 90% em peso da quantidade total de ácido acrilico presente na solução monomérica que está sendo polimerizada na etapa (iv) do processo é adicionada à solução aquosa de hidróxido de sódio como a primeira porção, sendo o restante adicionado como a segunda porção, na etapa (ia2) do processo.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que na etapa (ial) do processo, entre 60 e 80% em peso da quantidade total de ácido acrilico presente na solução monomérica que está sendo polimerizada na etapa (iv) do processo é adicionada à solução aquosa de hidróxido de sódio como a primeira porção, sendo o restante adicionado como a segunda porção, na etapa (ia2) do processo.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de hidróxido de sódio usada na etapa (ia) do processo tem temperatura na faixa de 25 a 55°C.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de hidróxido de sódio usada na etapa (ia) do processo tem uma concentração de hidróxido de sódio na faixa de 10 a 30% em peso, com base no peso total da solução aquosa de hidróxido de sódio.