BR112015013827B1 - método para operar um sistema de reator de polietileno - Google Patents

Abstract

PRODUÇÃO DE POLIETILENO COM MÚLTIPLOS REATORES DE POLIMERIZAÇÃO Um sistema e método para descarregar uma pasta de transferência de um primeiro reator de polimerização através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização, a pasta de transferência incluindo pelo menos diluente e um primeiro polietileno. Uma pasta de produto é descarregada do segundo reator de polimerização, a pasta de produto incluindo pelo menos diluente, o primeiro polietileno e um segundo polietileno. A velocidade, queda de pressão ou perda de pressão devido à fricção na linha de transferência é determinada e uma variável de processo ajustada em resposta à velocidade, queda de pressão ou perda de pressão não satisfazendo um valor especificado.

Description

FUNDAMENTOS Campo Da Invenção

[001] A presente invenção se refere geralmente a produção de polietileno e, mais especificamente, a operar uma pasta de transferência entre dois ou mais reatores de polimerização de polietileno.

Descrição da Técnica Relacionada

[002] Esta seção se destina a apresentar o leitor a aspectos da técnica que podem estar relacionados a aspectos da presente invenção os quais são descritos e/ou reivindicados abaixo. Acredita-se que esta discussão seja útil para fornecer ao leitor informação fundamental para facilitar uma melhor compreensão dos vários aspectos da presente invenção. Por conseguinte, deve ser entendido que estas declarações são serão lidas nesta luz e não como admissões de técnica anterior.

[003] Como as tecnologias químicas e petroquímicas avançam, os produtos destas tecnologias tornam-se cada vez mais prevalentes na sociedade. Em particular, como as técnicas para ligar blocos de construção molecular simples em cadeias mais longas (ou polímeros) avançaram, os produtos de polímeros tipicamente na forma de vários plásticos cada vez mais têm sido incorporados em vários itens do dia a dia. Por exemplo, polímero de polietileno e seus copolímeros são usados para tubulação, embalagens de varejo e farmacêuticas, embalagens de alimentos e bebidas, sacos plásticos, utensílios domésticos, vários produtos industriais e assim por diante.

[004] O polietileno pode ser produzido a partir do monômero de etileno. Se o único monômero de etileno for usado para polimerização, o polímero de polietileno é denominado como um homopolímero, enquanto a incorporação de monômeros diferentes, além de etileno cria um copolímero de polietileno ou terpolímero e assim por diante. Na produção de polietileno, o comonômero 1-hexeno é comumente utilizado em adição a etileno para controlar a densidade do polietileno. Os monômeros (etileno, 1-hexeno, etc.) podem ser adicionados a um reator de polimerização, tal como um reator de fase líquida ou um reator de fase gasosa, onde eles são convertidos em polímeros. No reator de fase líquida, um hidrocarboneto inerte, tal como isobutano, propano, n- pentano, i-pentano, neopentano e/ou n-hexano, pode ser utilizado como um diluente para transportar o conteúdo do reator. Um catalisador (por exemplo, Ziegler-Natta, metaloceno, à base de cromo, etc) também pode ser adicionado ao reator para facilitar a reação de polimerização. Ao contrário dos monômeros, os catalisadores geralmente não são consumidos na reação de polimerização.

[005] Quando as cadeias de polímero se desenvolvem durante a polimerização, partículas sólidas conhecidas como "lanugem" ou "floco" ou "pó" são produzidas. A lanugem pode possuir um ou mais propriedades de interesse de fusão, físicas, reológicas e/ou mecânicas, tal como a densidade, índice de fusão (MI), teor de comonômero, peso molecular e assim por diante. Propriedades de lanugem diferentes podem ser desejáveis dependendo da aplicação à qual a lanugem de polietileno ou a lanugem de polietileno posteriormente peletizada será aplicada. O controle das condições de reação dentro do reator, tal como temperatura, pressão, concentrações químicas, taxa de produção de polímero, tipo de catalisador e assim por diante, podem afetar as propriedades da lanugem.

[006] Em algumas circunstâncias, para aumentar a capacidade de uma linha de polimerização ou para alcançar certas características de polímero desejadas, as condições de polimerização podem se beneficiar do emprego de mais de um reator de polimerização, com cada reator tendo o seu próprio conjunto de condições. As condições, incluindo a receita de polimerização, nos reatores podem ser ajustadas e mantidas de modo que o produto de polímero de polietileno seja monomodal, bimodal ou multimodal. No caso de polímeros bimodais ou multimodais, pelo menos dois polímeros de polietileno, cada um tendo uma fração de peso molecular diferente, por exemplo, podem ser combinados em um produto de polímero. De um modo geral, um polietileno produzido em cada reator será suspenso num diluente para formar uma pasta. Os reatores podem ser conectados em série, de modo que a pasta de um reator possa ser transferida para um reator subsequente, e assim por diante, até um polímero de polietileno ser produzido descarregando do reator final com o conjunto desejado de características. Por exemplo, um polímero bimodal pode ser produzido por dois reatores em série, um polímero trimodal pode precisar de três, e assim por diante.

[007] Em alguns casos, infelizmente, o fluxo de pasta que é transferido de um reator para o seguinte pode se tornar instável ou o fluxo de pasta de transferência é perdido ou grandemente reduzido, dando produção instável de polímero de polietileno no sistema de reator, incrustação da linha de transferência de pasta e assim por diante. Tal operação problemática pode resultar em polímero de polietileno fora de especificação e tempo de inatividade do sistema de reator de polietileno.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] Um aspecto da invenção se refere a um método para operar um sistema de reator de polietileno, incluindo: descarregar continuamente uma pasta de transferência de um primeiro reator de polimerização, através de uma primeira linha de transferência para um sistema de processamento de lanugem e depois do sistema de processamento de lanugem através de uma segunda linha de transferência para um segundo reator de polimerização, a pasta de transferência compreendendo diluente e um primeiro polietileno, em que o sistema de processamento de lanugem compreende um sistema de remoção de leves; descarregar uma pasta de produto de um segundo reator de polimerização, a pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e um segundo polietileno; determinar uma perda de pressão devido à fricção na primeira e/ou segunda linha de transferência; e ajustar uma variável de processo em resposta à perda de pressão ultrapassando um valor especificado, em que ajustar uma variável de processo compreende pelo menos um do seguinte: aumentar pressão e/ou permitir que a pressão aumente no primeiro reator de polimerização, abaixar a viscosidade da pasta no primeiro reator de polimerização, abaixar a pressão no segundo reator de polimerização, ou, colocar em serviço outra linha de transferência e descarregar continuamente pelo menos uma porção da pasta de transferência do primeiro reator de polimerização através da outra linha de transferência para o segundo reator de polimerização, em que o valor especificado compreende uma perda de pressão na faixa de 34 kPa a 207 kPa.

[009] Quanto ao documento EP 1803498 do estado da técnica, o mesmo revela um reator de pasta de circuito fechado, compreendendo pelo menos dois reatores de circuito fechado, conectados em série e em que a linha que conecta os dois circuitos está sujeita a uma diferença de pressão dinâmica.

[0010] Out ro aspecto da invenção se refere a um método para operar um sistema de reator de polietileno incluindo: polimerizar etileno num primeiro reator de polietileno para formar um primeiro polietileno; descarregar continuamente do primeiro reator de polimerização uma pasta de transferência compreendendo diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização; polimerizar etileno no segundo reator de polietileno para formar um segundo polietileno; descarregar continuamente do segundo reator de polietileno uma pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno; determinar uma velocidade da pasta de transferência na linha de transferência; e manter a velocidade maior do que um valor especificado ou mínimo.

[0011] Ainda outro aspecto da invenção se refere a um método para controlar um sistema de reator de polietileno incluindo: polimerizar etileno num primeiro reator de polimerização para formar um primeiro polietileno; descarregar continuamente do primeiro reator de polimerização uma pasta de transferência compreendendo diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização; polimerizar etileno no segundo reator de polimerização para formar um segundo polietileno; descarregar continuamente do segundo reator de polimerização uma pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno; calcular a perda de pressão devido ao atrito na linha de transferência; e manter o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização substancialmente à mesma pressão em resposta à perda de pressão sendo menor que um valor especificado.

[0012] Ainda outro aspecto da invenção se refere a um sistema de produção de polietileno incluindo: um primeiro reator de circuito fechado de polietileno; um segundo reator de circuito fechado de polietileno; uma primeira linha de transferência para transferir pasta de polietileno do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno; e um sistema de controle para determinar uma queda de pressão na primeira linha de transferência e colocar em serviço uma segunda linha de transferência para transferir pasta de polietileno do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] As vantagens da invenção podem se tornar evidentes mediante leitura da seguinte descrição detalhada e mediante referência aos desenhos nos quais:

[0014] FIG. 1 é um diagrama de fluxo de blocos representando um sistema de produção de polietileno para a produção de polietileno de acordo com modalidades das presentes técnicas;

[0015] FIG. 2 é um diagrama de fluxo de processo de um sistema de reator do sistema de produção de polietileno da FIG. 1 de acordo com modalidades das presentes técnicas;

[0016] FIG. 3 é um diagrama de fluxo de blocos de um método para operar um sistema de reator em sistema de produção de poliolefina de acordo com modalidades das presentes técnicas;

[0017] FIG. 4 é um diagrama de fluxo de blocos de um método para determinar uma perda de pressão numa linha de transferência de pasta num sistema de reator de acordo com modalidades das presentes técnicas;

[0018] FIG. 5 é um diagrama de fluxo de processo de um sistema de reator alternativo de um sistema de produção de polietileno de acordo com modalidades das presentes técnicas; e

[0019] FIG. 6 é um diagrama de fluxo de processo de um sistema de processamento de pasta de transferência do sistema de reator alternativo da FIG. 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ESPECÍFICAS

[0020] Modalidades das presentes técnicas se referem a determinar queda de pressão ou perda de pressão devido a atrito numa linha de transferência de pasta de polietileno entre dois reatores de polimerização de polietileno dispostos em série. A operação dos reatores de polimerização de polietileno pode ser ajustada em resposta à queda de pressão ou à perda de pressão determinadas.

[0021] Voltando agora aos desenhos e com referência inicialmente à FIG. 1, um diagrama de blocos representa um sistema de produção 10 para produzir o polietileno de poliolefina. O sistema de produção 10 é, tipicamente, uma operação contínua, mas pode incluir ambos os sistemas contínuos e em batelada. Uma capacidade nominal para o sistema de produção 10 é de cerca de 320 a 635 milhões de quilos de polietileno produzido por ano. Taxas de projeto horárias são de aproximadamente 32.000 a 68.000 quilos de polietileno polimerizado/extrusado por hora. Deve ser enfatizado, contudo, que as presentes técnicas se aplicam a processos de fabricação de poliolefina incluindo sistemas de produção de polietileno tendo capacidades nominais e taxas de projeto fora destas faixas.

[0022] Vários fornecedores 12 podem fornecer estoques de alimentação de reator 14 para o sistema de produção 10 via tubulações, embarcações, caminhões, cilindros, tambores, e assim por diante. Os fornecedores 12 podem incluir instalações fora do local e/ou no local, incluindo plantas de olefinas, refinarias, plantas de catalisador e semelhantes. Exemplos de estoques de alimentação possíveis incluem monômeros e comonômeros de olefina (tal como etileno, propileno, buteno, hexeno, octeno e deceno), diluentes (tal como propano, isobutano, n-butano, n-hexano e n-heptano), agentes de transferência de cadeia (tal como hidrogênio), catalisadores (por exemplo, catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores de cromo e catalisadores de metaloceno) que podem ser heterogêneos, homogêneos, suportados, não suportados e cocatalisadores (tal como trietilboro, compostos de organoalumínio, metil aluminoxano, trietilalumínio, etc.) e outros aditivos. No caso de monômero de etileno, estoque de alimentação de etileno pode ser fornecido via tubulação a aproximadamente 5.516 kPa a 9.997 kPa de 45 a 65°F. Estoque de alimentação de hidrogênio também pode ser fornecido via tubulação, mas a aproximadamente 6.205 kPa a 6.895 kPa de 90 a 110°F. Obviamente, uma variedade de condições de fornecimento pode existir para etileno, hidrogênio e outros estoques de alimentação 14.

[0023] Os fornecedores 12 tipicamente fornecem estoques de alimentação 14 para um sistema de alimentação de reator 16, onde os estoques de alimentação 14 podem ser armazenados, tal como em tanques de armazenamento e alimentação de monômeros, vasos de diluentes, tanques de catalisador, cilindros e tanques de cocatalisador e assim por diante. No caso de alimentação de monômero de etileno, o etileno pode ser alimentado para os reatores de polimerização sem armazenamento intermediário no sistema de alimentação 16 em certas modalidades. No sistema 16, os estoques de alimentação 14 podem ser tratados ou processados antes da sua introdução como alimentação 18 nos reatores de polimerização. Por exemplo, estoques de alimentação 14, tal como monômero, comonômero e diluente, podem ser enviados através de leitos de tratamento (por exemplo, leitos de peneira molecular, empacotamento de alumínio, etc.) para remover venenos catalíticos. Tais venenos catalíticos podem incluir, por exemplo, água, oxigênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono e compostos orgânicos contendo enxofre, oxigênio ou halogêneos. O monômero e os comonômeros de olefina podem ser líquidos, gasosos ou um fluido supercrítico, dependendo do tipo de reator sendo alimentado. Além disso, deve-se notar que tipicamente apenas uma quantidade relativamente pequena de diluente de completação fresco como estoque de alimentação 14 é utilizado, com a maioria do diluente alimentado ao reator de polimerização recuperado do efluente do reator.

[0024] O sistema de alimentação 16 pode preparar ou condicionar outros estoques de alimentação 14, tal como catalisadores, para adição aos reatores de polimerização. Por exemplo, um catalisador pode ser ativado e, então, misturado com diluente (por exemplo, isobutano ou hexano) ou óleo mineral em tanques de preparação de catalisador. Além disso, o sistema de alimentação 16 proporciona, tipicamente, dosagem e controle da taxa de adição dos estoques de alimentação 14 para o reator de polimerização, para manter a estabilidade do reator desejada e/ou conseguir as propriedades de poliolefina ou a taxa de produção desejadas. Além disso, em operação, o sistema de alimentação 16 pode também armazenar, tratar e dosar efluente de reator recuperado para reciclo ao reator. De fato, as operações no sistema de alimentação 16 geralmente recebem tanto estoque de alimentação 14 quanto correntes de efluente de reator recuperado. No total, os estoques de alimentação 14 e o efluente de reator recuperado são processados no sistema de alimentação 16 e alimentados como correntes de alimentação 18 (por exemplo, correntes de monômero etileno, comonômero, diluente, catalisadores, cocatalisadores, hidrogênio, aditivos ou combinações dos mesmos) ao sistema de reator 20. Como discutido abaixo, as correntes 18 podem ser distribuídas em condutos de alimentação para o reator os quais derivam da parede do reator de polimerização no sistema de reator 20.

[0025] O sistema de reator 20 pode ter um ou mais vasos de reator, tal como reatores de fase líquida ou reatores de fase gasosa. Se reatores múltiplos forem empregados, os reatores podem ser dispostos em série, em paralelo ou em outras combinações ou configurações. Nos vasos do reator de polimerização, um ou mais monômeros de olefina (por exemplo, etileno) e, opcionalmente, comonômeros (por exemplo, 1- hexeno) são polimerizados para formar particulados de um polímero de produto, tipicamente chamado lanugem ou grânulos. A lanugem pode possuir uma ou mais propriedades de interesse de fusão, físicas, reológicas e/ou mecânicas, tal como a densidade, índice de fusão (MI), peso molecular, teor de copolímero ou comonômero, módulo e semelhantes. As condições de reação, tal como temperatura, pressão, taxa de fluxo, agitação mecânica, remoção de produto, concentrações de componentes, tipo de catalisador, taxa de produção de polímero e assim por diante, podem ser selecionadas para conseguir as propriedades de lanugem desejadas.

[0026] Além dos um ou mais monômeros de olefina, um catalisador que facilite a polimerização do monômero de etileno é tipicamente adicionado ao reator. O catalisador pode ser uma partícula suspensa no meio de fluido dentro do reator. Em geral, catalisadores Ziegler, catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores de metaloceno e outros catalisadores de poliolefinas bem conhecidos, bem como cocatalisadores, podem ser usados. Um exemplo de um catalisador particular é um catalisador de óxido de cromo contendo cromo hexavalente em um suporte de sílica. Tipicamente, um diluente isento de olefina ou óleo mineral, por exemplo, é utilizado na preparação e/ou distribuição do catalisador em um conduto de alimentação que deriva na parede do reator de polimerização. Além disso, o diluente pode ser alimentado ao reator, tipicamente, um reator de fase líquida. O diluente pode ser um hidrocarboneto inerte que é líquido em condições de reação, tal como isobutano, propano, n- butano, n-pentano, i-pentano, neopentano, n-hexano, ciclo- hexano, ciclopentano, metilciclopentano, etilciclo-hexano e semelhantes. O objetivo do diluente é geralmente suspender as partículas de catalisador e de polímero dentro do reator. Diluente, como indicado, pode também ser usado para lavagens de reator ou linha para mitigar obstrução ou incrustação, para facilitar o fluxo da pasta de polímero em linhas, e assim por diante.

[0027] Um dispositivo motriz pode estar presente dentro de cada um dos um ou mais reatores no sistema de reator 20. Por exemplo, dentro de um reator de fase líquida, tal como um reator de pasta de circuito fechado, um impulsor pode criar uma zona de mistura dentro do meio fluido. O impulsor pode ser acionado por um motor para impulsionar o meio fluido, bem como qualquer catalisador, lanugem de poliolefina ou outros particulados sólidos suspensos no meio fluido, através do circuito fechado do reator. De modo semelhante, dentro de um reator de fase gasosa, tal como um reator de leito fluidificado ou reator de fluxo obstruído, uma ou mais pás ou agitadores podem ser utilizados para misturar as partículas sólidas dentro do reator.

[0028] A descarga de pasta de produto de lanugem de polietileno 22 dos reatores do sistema 20 pode incluir a lanugem de polietileno de polímero, bem como componentes não poliméricos, tal como diluente, monômero/comonômero não reagidos e catalisador residual. Na construção dos reatores em certas modalidades, um bocal de descarga e conduto podem ser instalados (por exemplo, soldados) em uma derivação ou furo cortado na parede do reator. A descarga da pasta de produto de lanugem 22 que sai do reator (por exemplo, o reator final em uma série de reatores) através do bocal de descarga pode ser subsequentemente processada, tal como por um sistema de recuperação de diluente/monômero 24.

[0029] O sistema de recuperação de diluente/monômero 24 pode processar a pasta de produto de lanugem 22 do sistema de reator 20 para separar componentes não poliméricos 26 (por exemplo, diluente e monômero não reagido) da lanugem de polímero 28. O diluente/monômero podem ser vaporizados instantaneamente no sistema de recuperação 24 para separar o diluente/monômero da lanugem 28.

[0030] Um sist ema de fracionamento 30 pode processar os componentes não poliméricos recuperados não tratados 26 (por exemplo, diluente/monômero) para remover componentes indesejáveis pesados e leves, para produzir diluente isento de olefina, por exemplo. Correntes de produto fracionadas 32 podem, então, retornar ao sistema de reator 20 quer diretamente (não mostrada) ou via o sistema de alimentação 16. Tal diluente isento de olefina pode ser empregado em preparação/distribuição de catalisador no sistema de alimentação 16 e como lavagens de reator ou linha no sistema de reator 20.

[0031] Uma porção ou a totalidade dos componentes não poliméricos 26 pode contornar o sistema de fracionamento 30 e mais diretamente reciclar para o sistema de reator (não mostrado) ou o sistema de alimentação 16, como indicado pelo numeral de referência 34. Em certas modalidades, até 80 a 95% do diluente descarregado do sistema de reator 20 contornam o sistema de fracionamento 30 na rota para o sistema de alimentação de polimerização 16 (e, finalmente, o sistema de reator 20). Além disso, embora não ilustrado, grânulos de polímero intermediários no sistema de recuperação 24 e tipicamente contendo catalisador residual ativo podem ser retornados para o sistema de reator 20 para mais polimerização, tal como em um tipo diferente de reator ou sob diferentes condições de reação.

[0032] A lanugem de polietileno 28 que descarrega do sistema de recuperação de diluente/monômero 24 pode ser extrusada em péletes de polietileno 38 em um sistema de extrusão 36. No sistema de extrusão 36, a lanugem 28 é tipicamente extrusada para produzir péletes de polímero 38 com as características mecânicas, físicas e de fusão desejadas. A alimentação de extrusora pode incluir aditivos, tal como inibidores de UV, antioxidantes e peróxidos que são adicionados aos produtos de lanugem 28 para conferir características desejadas aos péletes de polímero extrusados 32. Uma extrusora/um peletizador recebe a alimentação de extrusora incluindo um ou mais produtos de lanugem 28 e quaisquer aditivos que foram adicionados. A extrusora/o peletizador aquece e derrete a alimentação de extrusora que, então, pode ser extrusada (por exemplo, via uma extrusora de rosca dupla) através de uma matriz de peletizador sob pressão para formar péletes de poliolefina. Tais péletes são tipicamente resfriados num sistema de água disposto na ou perto da descarga do peletizador.

[0033] Um sist ema de descarregamento 39 pode preparar os péletes 38 para transporte para os clientes 40. Em geral, os péletes de poliolefina 38 podem ser transportados do sistema de extrusão 36 para uma área de descarga de produto 39 onde os péletes 38 podem ser armazenados, misturados com outros péletes e/ou carregados em vagões, caminhões, sacos e assim por diante, para distribuição aos clientes 40. Péletes de polietileno 38 transportados para os clientes 40 podem incluir polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de média densidade (MDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno intensificado e assim por diante.

[0034] As porções de polimerização e recuperação de diluente do sistema de produção de poliolefina 10 podem ser chamadas de extremidade "úmida" 42 ou lado de "reação" do processo 10. Os sistemas de extrusão 38 e descarga 39 do sistema de produção de polietileno 10 podem ser chamados de extremidade "seca" 44 ou lado de "acabamento" do processo de poliolefina 10.

[0035] Péletes de poliolefina (por exemplo, polietileno) 38 podem ser usados na fabricação de uma variedade de produtos, componentes, utensílios domésticos e outros itens, incluindo adesivos (por exemplo, aplicações adesivas de fusão a quente), fios e cabos elétricos, filmes agrícolas, filmes de encolhimento, filmes esticáveis, filmes de embalagem de alimento, embalagem de alimento flexível, recipientes de leite, embalagem de alimentos congelados, forros de lixo e lata, sacos de doces, sacos de serviço pesado, garrafas plásticas, equipamentos de segurança, revestimentos, brinquedos e uma matriz de recipientes e produtos plásticos. Para formar os produtos finais ou componentes dos péletes 38 antes da distribuição, os péletes são geralmente submetidos a processamento, tal como moldagem por sopro, moldagem por injeção, moldagem rotativa, filme soprado, filme fundido, extrusão (por exemplo, extrusão de folha, extrusão de tubo e corrugado, extrusão de revestimento/laminação, etc.) e assim por diante. Em última análise, os produtos e componentes formados de péletes de poliolefina (por exemplo, polietileno) 38 podem ainda ser processados e montados para distribuição e venda ao consumidor. Por exemplo, uma garrafa de leite de polietileno pode ser enchida com leite para distribuição para o consumidor, ou um tanque de combustível construído de polietileno pode ser montado em um automóvel para distribuição e venda ao consumidor.

[0036] Variáveis de processo no sistema de produção de polietileno 10 podem ser controladas automaticamente e/ou manualmente via configurações de válvula, sistemas de controle e assim por diante. Em geral, um sistema de controle, tal como um sistema baseado em processador, pode facilitar o gerenciamento de uma faixa de operações no sistema de produção de polietileno 10, tal como aquelas representadas na FIG. 1. Instalações de fabricação de poliolefina podem incluir uma sala ou localização de controle central, bem como um sistema de controle central, tal como um sistema de controle distribuído (DCS) e/ou controlador lógico programável (PLC). Naturalmente, o sistema de reator 20 tipicamente emprega um sistema baseado em processador, tal como um DCS, e pode também empregar controle de processo avançado conhecido na arte. O sistema de alimentação 16, recuperação de diluente/monômero 24 e sistema de fracionamento 30 podem também ser controlados pelo DCS. Na extremidade seca da planta, as operações da extrusora e/ou de carregamento de pélete também podem ser controladas via um sistema baseado em processador (por exemplo, DCS ou PLC).

[0037] O DCS e sistema(s) de controle associado(s) no sistema de produção de polietileno 10 podem incluir o hardware apropriado, lógica de software e código, para fazer a interface com os vários equipamentos de processo, válvulas de controle, condutos, instrumentação, etc., para facilitar a medição e o controle de variáveis de processo, para implementar esquemas de controle, para executar cálculos e assim por diante. Pode ser proporcionada uma variedade de instrumentações conhecidas pelos peritos na arte para medir variáveis do processo, tais como pressão, temperatura, taxa de fluxo e assim por diante, e para transmitir um sinal para o sistema de controle, onde os dados medidos podem ser lidos por um operador e/ou utilizados como entrada em diversas funções de controle. Dependendo da aplicação e de outros fatores, a indicação das variáveis de processo pode ser lida localmente ou remotamente por um operador, e utilizada para uma variedade de fins de controle via o sistema de controle.

[0038] A instalação de fabricação de poliolefina tipicamente tem uma sala de controle da qual o gerente da planta, engenheiro, técnico, supervisor e/ou operador, e assim por diante, monitora e controla o processo. Ao usar um DCS, a sala de controle pode ser o centro da atividade, facilitando o monitoramento e controle efetivos do processo ou da instalação. A sala de controle e DCS podem conter uma Interface Homem Máquina (HMI), que é um computador, por exemplo, que executa software especializado para fornecer uma interface de usuário para o sistema de controle. A HMI pode variar por fornecedor e apresenta ao usuário uma versão gráfica do processo remoto. Pode haver múltiplos consoles ou estações de trabalho HMI, com graus variados de acesso aos dados.

[0039] Como discutido acima, o sistema de reator 20 pode incluir um ou mais reatores de polimerização os quais, por sua vez, podem ser do mesmo tipo ou diferentes. Além disso, com reatores múltiplos, os reatores podem ser dispostos em série ou em paralelo. Sejam quais forem os tipos de reatores no sistema de reator 20, um produto particulado de poliolefina, genericamente denominado como "lanugem" aqui, é produzido. Para facilitar a explicação, os exemplos seguintes são limitados no escopo a tipos de reatores específicos que se acredita serem familiares para os especialistas na técnica e a combinações. Para um perito na arte utilizando esta divulgação, no entanto, as presentes técnicas são aplicáveis a arranjos do reator mais complexos, tal como aqueles que envolvem reatores adicionais, diferentes tipos de reator e/ou ordenação alternativa dos reatores ou tipos de reatores, bem como vários sistemas de recuperação de diluente e monômero e equipamentos dispostos entre ou dentre os reatores e assim por diante. Tais disposições são consideradas estarem dentro do escopo da presente invenção.

[0040] Um tipo de reator inclui reatores dentro dos quais ocorre polimerização ocorre dentro de uma fase líquida. Exemplos de tais reatores de fase líquida incluem autoclaves, reatores de depósito de líquido em ebulição, reatores de pasta de circuito fechado (vertical ou horizontal) e assim por diante. Para simplicidade, um reator de pasta de circuito fechado que produz poliolefina, tal como polietileno, é discutido no presente contexto, embora seja entendido que as presentes técnicas podem ser igualmente aplicáveis a outros tipos de reatores de fase líquida.

[0041] FIG. 2 representa um sistema de reator de polimerização 20 (da FIG. 1) como tendo dois reatores de pasta (polimerização) de circuito fechado 50A, 50B dispostos e operados em série. Naturalmente, reatores de circuito fechado adicionais ou outros reatores (por exemplo, reatores de fase gasosa) podem ser dispostos em série ou em paralelo na combinação ilustrada. Mais ainda, em modalidades alternativas, o equipamento de processamento pode ser disposto entre os dois reatores de circuito fechado 50A, 50B (ver FIG. 5 e a FIG. 6, por exemplo). Além disso, a configuração operacional dos dois reatores de circuito fechado representados 50A, 50B pode ser deslocada para uma operação em paralelo. De fato, as presentes técnicas contemplam uma variedade de configurações de sistema de reator, tal como aquelas divulgadas no Pedido de Patente US 2011/0288247, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

[0042] Um reator de pasta de circuito fechado 50A, 50B é geralmente composto por segmentos de tubo conectados por curvas suaves ou cotovelos. A representação dos reatores de circuito fechado 50A, 50B na FIG. 2 é simplificada, como apreciado pelos peritos na arte. Com efeito, uma configuração de reator 50A, 50B pode incluir oito a dezesseis ou outro número de pernas de tubo vertical encamisadas, de aproximadamente 24 polegadas de diâmetro e aproximadamente 60,96 metros de comprimento, conectadas por cotovelos de tubo na parte superior e na parte inferior das pernas. FIG. 2 mostra um reator de segmento de quatro pernas disposto verticalmente. Ele também pode ser disposto horizontalmente. As camisas de reator 52 são normalmente fornecidas para remover calor da polimerização exotérmica via circulação de um meio de resfriamento, tal como água tratada, através das camisas do reator 52.

[0043] Os reatores 50A, 50B podem ser usados para realizar a polimerização de poliolefina (por exemplo, polietileno) em condições de pasta nas quais partículas insolúveis de poliolefina (por exemplo, polietileno) são formadas em um meio fluido e são suspensas como pasta até que sejam removidas. Um respectivo dispositivo motriz, tal como a bomba 54A, 54B, circula a pasta fluida em cada reator 50A, 50B. Um exemplo de uma bomba 54A, 54B é uma bomba de fluxo axial em linha com o impulsor da bomba disposto dentro do interior do reator 50A, 50B para criar uma zona de mistura turbulenta dentro do meio fluido. O impelidor também pode auxiliar na propulsão do meio fluido através do circuito fechado do reator a velocidade suficiente para manter particulados sólidos, tal como o catalisador ou o produto de poliolefina, suspensos dentro do meio fluido. O impelidor pode ser conduzido por um motor 56A, 56B ou outra força motriz.

[0044] Em certas modalidades, a bomba 54A, 54B pode ser operada para gerar uma coluna ou diferencial de pressão através de um reator de circuito fechado 50A, 50B de cerca de 124 kPa, 138 kPa ou 152 kPa, e assim por diante, isto é, entre a descarga da bomba 54A, 54B e a sucção da bomba 54A, 54B. Tanto quanto 345 kPa ou mais é possível. A coluna da bomba (diferencial de pressão fornecido pela bomba 54A, 54B) pode ser afetada pela velocidade de rotação do impelidor e o projeto do impelidor. Diferencial de pressão mais alto pode também ser produzido pelo uso de pelo menos uma bomba adicional.

[0045] O meio fluido dentro de cada reator 50A, 50B pode incluir monômeros e comonômeros de olefina, diluente, cocatalisadores (por exemplo, alquilas, tal como trietilboro, TiBAL, TEAl, metil aluminoxano, etc.), agentes de controle de peso molecular (por exemplo, hidrogênio) e quaisquer outros correagentes ou aditivos desejados. Tais monômeros e comonômeros de olefina são geralmente as 1- olefinas tendo até 10 átomos de carbono por molécula e tipicamente nenhuma ramificação mais próxima da ligação dupla do que a posição 4. Exemplos de monômeros e comonômeros incluem etileno, propileno, buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno e 1-deceno. Mais uma vez, os diluentes típicos são os hidrocarbonetos que são inertes e líquidos sob condições de reação e incluem, por exemplo, isobutano, propano, n-butano, n-pentano, i-pentano, neopentano, n- hexano, ciclo-hexano, ciclopentano, metilciclopentano, etilciclopentano e semelhantes. Estes componentes são adicionados ao interior do reator via entradas ou condutos em locais especificados, tal como representado nas correntes de alimentação 58A, 58B que correspondem geralmente a uma das correntes de alimentação 18 da FIG. 1.

[0046] De igual modo, um catalisador, tal como aqueles anteriormente discutidos, pode ser adicionado ao reator 50A, 50B via um conduto numa localização adequada, tal como representado na corrente de alimentação 60, que pode incluir um transportador de diluente e que também corresponde geralmente a uma das correntes de alimentação 18 da FIG. 1. Mais uma vez, os condutos que alimentam os vários componentes se amarram (isto é, flange ou solda) ao reator 50A, 50B. Na modalidade ilustrada, a alimentação de catalisador 60 é adicionada ao primeiro reator 50A em série, mas não ao segundo reator 50B. No entanto, o catalisador ativo pode descarregar em uma pasta de lanugem 21 a partir do primeiro reator 50A para o segundo reator 50B. Além disso, apesar de não representado, um catalisador fresco 60 pode ser adicionado ao segundo reator 50B. No total, os componentes adicionados incluindo o catalisador e outros componentes de alimentação geralmente compõem um meio fluido dentro do reator 50A, 50B no qual o catalisador é uma partícula suspensa.

[0047] As condições de reação, tal como temperatura, pressão e concentrações de reagente, em cada reator 50A, 50B, são reguladas para facilitar as propriedades desejadas e a taxa de produção da poliolefina no reator, para controlar a estabilidade do reator e semelhantes. A temperatura é tipicamente mantida abaixo desse nível no qual o produto de polímero entraria em solução, intumesceria, amoleceria ou se tornaria pegajoso. Como indicado, devido à natureza exotérmica da reação de polimerização, um fluido de resfriamento pode ser circulado através das camisas 52 em torno de porções do reator de pasta de circuito fechado 50A, 50B para remover o excesso de calor, desse modo mantendo a temperatura dentro da faixa desejada, geralmente entre 150°F a 250°F (65°C a 121°C). Do mesmo modo, a pressão em cada reator de circuito fechado 50A, 50B pode ser regulada dentro de uma faixa de pressão desejada, geralmente 689 a 5.516 kPa, com um faixa de 3.103 a 4.826 kPa sendo típica.

[0048] À medida que a reação de polimerização prossegue dentro de cada reator 50A, 50B, o monômero (por exemplo, etileno) e quaisquer comonômeros (por exemplo, 1-hexeno) polimerizam para formar polímeros de poliolefina (por exemplo, polietileno) que são substancialmente insolúveis no meio fluido à temperatura de reação, desse modo formando uma pasta de particulados sólidos dentro do meio. Estes particulados de poliolefina sólidos podem ser removidos de cada reator 50 via uma perna de sedimentação ou outros meios, tal como uma válvula Ram e/ou uma remoção contínua (CTO) e assim por diante.

[0049] Como mencionado, a FIG. 2 representa dois reatores de circuito fechado 50A, 50B em série. Os dois reatores de circuito fechado 50A, 50B podem ser operados de tal modo que a lanugem de polietileno na pasta de lanugem 22 descarregando do segundo reator 50A, 50B seja monomodal, bimodal ou multimodal. Em certos casos de produção monomodal, as condições de operação do reator podem ser ajustadas de tal modo que, essencialmente, o mesmo polietileno seja polimerizado em cada reator 50A, 50B. No entanto, a produção monomodal pode incorporar comonômero ou outros componentes em proporções diferentes em cada reator para dar um produto de lanugem de polietileno monomodal. No caso de produção bimodal, as condições de operação do reator podem ser ajustadas de tal modo que o polietileno polimerizado no primeiro reator seja diferente do polietileno polimerizado no segundo reator. Em suma, com dois reatores, um primeiro polietileno produzido no primeiro reator de circuito fechado 50A e o segundo polietileno produzido no segundo reator de circuito fechado 50B podem combinar para dar um polietileno bimodal ou um polietileno monomodal.

[0050] A operação dos dois reatores de circuito fechado 50A, 50B pode incluir a alimentação de mais comonômero para o primeiro reator de polimerização do que para o segundo reator de polimerização, ou vice-versa. A operação pode também incluir a alimentação de mais hidrogênio para o segundo reator de polimerização do que o segundo reator, ou vice-versa. Claro que a mesma quantidade de comonômero e/ou a mesma quantidade de hidrogênio pode ser alimentada para cada reator 50A, 50B. Além disso, a mesma ou diferente concentração de comonômero pode ser mantida em cada reator 50A, 50B. Da mesma forma, a mesma ou diferente concentração de hidrogênio pode ser mantida em cada reator 50A, 50B. Além disso, o primeiro polietileno (isto é, polietileno polimerizado no primeiro reator 50A) pode ter uma primeira faixa para uma propriedade física e o segundo polietileno (isto é, polietileno polimerizado no segundo reator 50B) pode ter uma segunda faixa para a propriedade física. A primeira faixa e a segunda faixa podem ser as mesmas ou diferentes. Propriedades físicas incluem densidade de poliolefina, percentagem de comonômero, quantidade de ramificação de cadeia curta, peso molecular, viscosidade, índice de fusão e semelhantes.

[0051] Como indicado, a pasta de lanugem de produto de polietileno 22 descarrega do segundo reator 50B e é submetida a processamento a jusante, tal como num sistema de recuperação de diluente/monômero 24 (FIG. 1). A pasta de lanugem de produto 22 pode descarregar através de uma perna de sedimentação, uma válvula de isolamento, uma válvula de furo passante, uma válvula Ram, uma remoção contínua (CTO) ou outras configurações de válvulas. A pasta de lanugem de produto 22 pode descarregar de forma intermitente, tal como por meio de uma configuração de perna de sedimentação, ou em vez disso, pode descarregar continuamente. Uma variedade de configurações de descarga é contemplada para uma descarga contínua. O emprego de uma válvula de isolamento (por exemplo, válvula Ram de furo total) sem uma válvula de modulação de acompanhamento pode fornecer descarga contínua de pasta do reator de circuito fechado. Além disso, uma CTO é definida como uma descarga contínua tendo pelo menos uma válvula de fluxo moduladora e proporciona uma descarga contínua de pasta do reator de circuito fechado. Em certos exemplos, uma CTO tem uma válvula de isolamento (por exemplo, válvula Ram) na parede do reator e uma válvula de modulação (por exemplo, válvula de esfera em v) no conduto de descarga. Uma válvula Ram numa posição fechada pode vantajosamente proporcionar uma superfície que é nivelada com a parede interna do reator para impedir a presença de uma cavidade, espaço, ou vazio para o polímero acumular quando a válvula Ram estiver na posição fechada.

[0052] Em operação, dependendo do posicionamento da descarga do reator, por exemplo, uma pasta de descarga 22 tendo uma maior concentração de sólidos do que a pasta circulando no reator 50B pode ser realizada com uma configuração de descarga tendo uma válvula de isolamento (válvula Ram) sozinha ou tendo uma configuração CTO com uma válvula de isolamento (válvula Ram) e válvula de modulação 25, como representado na FIG. 2. Neste exemplo, a válvula de modulação 25 pode fornecer controle de fluxo da pasta de descarga 22, bem como facilitar controle de pressão no segundo reator 50B (e no primeiro reator 50A em certas modalidades). Configurações e controle CTO e outras configurações de descarga podem ser encontrados no Pedido de Patente US 2011/0288247 acima mencionada e na Patente US 6.239.235, que também é aqui incorporada por referência na sua totalidade.

[0053] Na modalidade ilustrada, a pasta de lanugem de produto 22 descarrega através de uma CTO. Em certos exemplos, uma CTO tem uma válvula de Êmbolo na parede do reator 50B e uma válvula de controle de fluxo de modulação 25 (por exemplo, válvula de controle de esfera v) no conduto de descarga. Mais uma vez, no entanto, numa modalidade alternativa, a pasta de lanugem de produto 22 pode descarregar através de uma configuração de perna de sedimentação, por exemplo, em vez de uma CTO.

[0054] Uma pasta de lanugem de transferência 21 descarrega do primeiro reator de circuito fechado 50A para o segundo reator de circuito fechado 50B via uma linha de transferência 21L. O conteúdo de pasta de lanugem de transferência 21 pode ser representativo do conteúdo do primeiro reator de circuito fechado 50A. No entanto, como com a pasta de descarga 22, a concentração de sólidos pode ser maior na pasta de transferência 21 do que no primeiro reator de circuito fechado 50A, dependendo do posicionamento da entrada da linha de transferência 21L no primeiro reator de circuito fechado 50A, por exemplo, e outras considerações. Além disso, a linha de transferência 21L pode ser uma única linha de transferência como representado, ou uma pluralidade de linhas de transferência em série, segmentos de linha de transferência contínuos ou descontínuos em série e semelhantes.

[0055] Além disso, o sistema de reator 20 pode incluir uma segunda linha de transferência opcional (paralela) 23L a qual pode operar com ou em vez da linha de transferência 21L. Deve-se notar que qualquer pasta de transferência descarregando através da segunda linha de transferência 23L pode ser a mesma ou um pouco diferente nas propriedades (por exemplo, concentração de sólidos) do que a pasta de transferência de 21L, dependendo das posições relativas e configurações das linhas de transferência 21L e 23L, por exemplo.

[0056] Na modalidade ilustrada, a linha de transferência 21L é a linha de transferência primária. A pasta de lanugem de transferência 21 pode descarregar do primeiro reator de circuito fechado 50A na linha de transferência 21L através de uma perna de sedimentação, uma válvula de isolamento (por exemplo, uma válvula Ram), uma remoção contínua (CTO) tendo um isolamento ou válvula Ram e uma válvula de modulação ou outra configuração de válvula. Na modalidade ilustrada, a descarga da pasta de transferência 21 do primeiro reator de circuito fechado 50A é contínua e não diretamente modulada. A CTO ou perna de sedimentação não é empregada. Em vez disso, a pasta de transferência 21 descarrega através de uma válvula de isolamento ou válvula Ram (não mostrada) na linha de transferência 21L na parede do reator e sem uma válvula de modulação, neste exemplo. Num exemplo particular, a pasta de transferência 21 descarrega através de uma válvula Ram de furo total mantida numa posição totalmente aberta e não adicionalmente através de uma válvula de modulação.

[0057] A válvula Ram pode fornecer isolamento da linha de transferência 21L do reator de circuito fechado 50A quando tal isolamento for desejado. Uma válvula Ram pode também ser posicionada na saída da linha de transferência 21L na parede do segundo reator de circuito fechado 50B para proporcionar isolamento da linha de transferência 21L do segundo reator de circuito fechado 50B quando tal isolamento for desejado. Pode ser desejável isolar a linha de transferência 21L do primeiro e do segundo reatores de circuito fechado 50B durante manutenção ou inatividade do sistema de reator 30, ou quando uma linha de transferência alternativa 23L for colocada em serviço e assim por diante. A operação ou o controle das válvulas Ram pode ser manual, assistida hidraulicamente, assistida a ar, remota, automatizada e assim por diante. A linha de transferência 21L pode ser removida manualmente do serviço (por exemplo, fechando manualmente as válvulas Ram) ou automaticamente removida (por exemplo, via um sistema de controle fechando automaticamente as válvulas Ram) de serviço.

[0058] Out ra linha de transferência 23L pode ser colocada em serviço, por exemplo, em resposta a operação instável da pasta de transferência através da linha de transferência 21L, por exemplo. A outra ou segunda linha de transferência 23L pode ser colocada em serviço manualmente ou colocada em serviço automaticamente, via um sistema de controle, tal como sistema de controle automaticamente abrindo as válvulas Ram, na segunda linha de transferência 23L. Mais uma vez, a ativação da segunda linha de transferência 23L em serviço pode ser em resposta à perda de pressão calculada na primeira linha de transferência 21L ultrapassando um valor especificado, ou em resposta a outras indicações de instabilidade no fluxo de pasta de transferência 21, através da linha de transferência 21L. Em tais casos, a linha de transferência 21L pode permanecer em serviço ou ser retirada de serviço. Em geral, as primeiras linhas de transferência 21L e a segunda linha de transferência 23L, ambas podem estar em operação ao mesmo tempo, ou podem operar no lugar de outra e, assim, por diante.

[0059] Deve-se notar que o projeto e a operação de uma segunda linha de transferência 23L entre reatores são diferentes em comparação com o projeto e a operação de uma segunda descarga (por exemplo, segunda CTO, segunda linha de vaporização instantânea) no segundo reator 50B. De fato, uma segunda CTO na descarga do segundo reator 50B não é análoga por meio de projeto ou operação, muito menos a necessidade ou benefício, a uma linha de transferência adicional 23L entre os reatores 50A, 50B. Por exemplo, o fluxo de fluido e a hidráulica são muito diferentes a uma pressão muito diferente através da linha de vaporização versus uma linha de transferência entre reatores. Além disso, as uma ou mais linhas de vaporização a jusante do segundo reator 50B são dirigidas a transferência de calor para a pasta, o que é uma operação despropositada de uma pasta de transferência através de uma linha de transferência primária 21L e uma linha de transferência de backup 23L. De fato, a vaporização instantânea de uma pasta de transferência quando ela entra no segundo reator 50B poderia ser problemática.

[0060] No entanto, o controle de pressão (e rendimento) no primeiro reator de circuito fechado 50A e no segundo reator de circuito fechado 50B pode ser facilitado pela operação da válvula de controle de fluxo CTO 25. Em alguns exemplos, a pressão no primeiro reator de circuito fechado 50A pode flutuar sobre a pressão no segundo reator de circuito fechado 50B. Os reatores 50A, 50B podem ser mantidos na mesma pressão, em pressão similar ou diferente. A pressão nos reatores 50A, 50B pode ser inferida em certos exemplos de pressões de alimentação e da coluna da bomba de circulação distribuídas como indicado nas curvas hidráulicas da bomba para as bombas de circulação 54A, 54B e semelhantes. Mais ainda, os elementos ou instrumentos de pressão podem ser dispostos nos reatores 50A, 50B e na linha de transferência 21L para medir pressão. Além disso, outros elementos de variáveis de processo ou instrumentos que indicam temperatura, taxa de fluxo, densidade da pasta e assim por diante, também podem ser assim dispostos.

[0061] Tal instrumentação pode incluir um sensor ou elemento de detecção, um transmissor e assim por diante. Para um elemento de pressão, o elemento de detecção pode incluir um diafragma, por exemplo. Para um elemento ou instrumento de temperatura, o elemento de detecção pode incluir um termopar, um detector de temperatura de resistência (RTD) e semelhantes, os quais podem ser alojados num termopoço, por exemplo. Transmissores podem converter um sinal analógico recebido do elemento de detecção num sinal digital para alimentação ou transmissão para um sistema de controle, por exemplo. É claro que os vários instrumentos podem ter indicação local da variável detectada. Por exemplo, um elemento ou instrumento de pressão pode ser ou ter um medidor de pressão local e um elemento ou instrumento de temperatura pode ser ou ter um medidor de temperatura local, ambos os quais podem ler localmente por um operador ou engenheiro, por exemplo.

[0062] A posição de entrada da linha de transferência 21L pode acoplar ao primeiro reator de circuito fechado 50A no lado de descarga da bomba de circulação 54A no primeiro reator de circuito fechado 50A. A posição de saída da linha de transferência 21L pode acoplar ao segundo reator de circuito fechado no lado de sucção da bomba de circulação 54B no segundo reator de circuito fechado 50B. Tal configuração pode proporcionar um diferencial de pressão positiva (isto é, uma força de condução) para fluxo de pasta de transferência 21 através da linha de transferência 21L do primeiro reator de circuito fechado 50A para o segundo reator de circuito fechado 50B. Num exemplo, um diferencial de pressão típico é de cerca de 124 kPa a 152 kPa. De fato, como discutido, uma bomba de reator de circuito fechado 54A, 54B pode gerar uma coluna de bomba ou diferencial de pressão de cerca de 124 kPa a 152 kPa, por exemplo. Assim, a entrada para a linha de transferência 21L posicionada relativamente perto da descarga da bomba 54A no primeiro reator e a saída da linha de transferência 21L posicionada relativamente perto da sucção da bomba 54B no segundo reator podem proporcionar uma pressão diferencial de cerca de 124 kPa a 152 kPa através da linha de transferência de 21L em certos exemplos.

[0063] A operação da pasta de transferência 21 através da linha de transferência 21L pode ser monitorada e controlada. Esse monitoramento e controle podem facilitar a manutenção de fluxo confiável de pasta de transferência a partir do primeiro reator de circuito fechado 50A para o segundo reator de circuito fechado 50B. Num exemplo, a velocidade da pasta de transferência 21 é determinada ou calculada. A velocidade pode ser calculada dividindo a taxa de fluxo da pasta de transferência 21 (por exemplo, determinada pelo balanço de massa e pelas condições do reator) pela área de seção transversal da linha de transferência 21L.

[0064] Além disso, a operação do sistema de reator 20 pode ser ajustada para aumentar a velocidade, se a velocidade determinada ou calculada estiver decrescente e se aproximando da velocidade de saltação da pasta de transferência 21, por exemplo. Tais ajustes de processo para aumentar a velocidade da pasta de transferência 21 podem incluir taxa de produção de polietileno ou produção através do sistema de reator 20 (por exemplo, aumentando catalisador, diluente e alimentações de etileno). Outro ajuste de processo para aumentar a velocidade pode ser abrir ou aumentar uma lavagem de diluente (não mostrada) para a linha de transferência 21L e assim por diante. Em certas modalidades, a velocidade da pasta de transferência 21 através da linha de transferência 21L pode ser mantida acima de 90%, 95%, 100%, 105%, 110%, 115%, 125%, 150%, ou 200%, etc. (ou percentagens entre as mesmas) de uma velocidade de saltação da pasta de transferência. A velocidade da pasta de transferência de lanugem de polietileno 21 pode também ser mantida maior do que uma velocidade na faixa de 0,61 metros por segundo (m/s) a 3,05 m/s (por exemplo, 0,61 m/s, 0,91 m/s, 1,22 m/s, 1,52 m/s, 3,05 m/s), por exemplo.

[0065] Em outro exemplo, a perda de pressão devido ao atrito através da linha de transferência 21L é calculada como um indicador de confiabilidade de fluxo da pasta de transferência 21. Por exemplo, a perda de pressão devida ao atrito calculada como excessiva pode indicar potencial perda de fluxo da pasta de transferência 21, isto é, quando a perda de pressão se aproxima do diferencial de pressão disponível típico entre a descarga da primeira bomba de circuito fechado 54A e a sucção da segunda bomba de circuito fechado 54B. Tal queda de pressão calculada crescente pode ser causada aumentando a concentração de sólidos da pasta de transferência, fluxo ou produção aumentada da pasta de transferência, incrustação da linha de transferência 21L e semelhantes. Além disso, uma perda de pressão crescente ou excessiva como calculada através da linha de transferência 21L pode causar um aumento indesejável na pressão no primeiro reator de circuito fechado 50A, um fluxo reduzido indesejável da pasta de circulação no primeiro reator de circuito fechado 50A, um deslocamento indesejável ao longo da curva da bomba da bomba de circulação 54A no primeiro reator de circuito fechado e assim por diante.

[0066] Um elemento de pressão 61-1 pode medir e indicar a pressão P1 na entrada da linha de transferência 21L e outro elemento de pressão 61-2 pode indicar pressão P2 na saída da linha de transferência 21L. A porção de detecção dos elementos de pressão 61-1 e 61-2 pode incluir um diafragma, por exemplo. Tais medições de pressão podem complementar os cálculos de perda de pressão acima mencionados. Por exemplo, uma pressão crescente P1 como medida pelo elemento de pressão 61-1 pode indicar uma obstrução ou perda de pressão excessiva devido a atrito na linha de transferência 21L, tal como aquela que poderia ser causada pelo aumento da taxa de produção ou concentração de sólidos da pasta de transferência, da incrustação da linha de transferência 21L e semelhantes.

[0067] Em casos em que a perda de pressão (calculada e/ou medida) experimentada pela pasta de transferência 21 está acima de uma quantidade especificada ou predeterminada, o sistema de reator 20 pode ser ajustado para mitigar uma perda potencial de fluxo da pasta de transferência 21 ou outras condições indesejáveis. Ajustes de processo podem incluir diminuir a taxa de produção de polietileno ou a produção através do sistema de reator 20, para aumentar e/ou permitir à pressão do primeiro reator 50A aumentar, diminuir a pressão no segundo reator de polimerização, abaixar a viscosidade da pasta no primeiro reator de polimerização 50A ou na linha de transferência 21 e/ou abrir uma segunda linha de transferência 23L do primeiro reator 50A para o segundo reator 50B e assim por diante. Num exemplo, a pressão no primeiro reator de polimerização 50A é aumentada aumentando a pressão ou a taxa de fluxo um ou mais componentes de alimentação para o primeiro reator de polimerização 50A. Uma diminuição na velocidade da pasta pode ser implementada diluindo ainda mais a pasta com taxa de alimentação de diluente adicional para o primeiro reator 50A para abaixar a concentração de sólidos e semelhantes.

[0068] Em modalidades, uma variável de processo pode ser ajustada em resposta à perda de pressão calculada devido ao atrito na linha de transferência 21L ultrapassando uma quantidade especificada, tal como 34 kPa, 69 kPa, 103 kPa, 138 kPa, 207 kPa, ou valores entre as mesmas e assim por diante. Mais ainda, a pressão medida P1 (na ou perto da entrada para a linha de transferência 21L) e a pressão medida P2 (na ou perto da saída da linha de transferência 21L) via os elementos de pressão 61-1 e 61-2, respectivamente, podem fornecer uma indicação de diferencial de pressão disponível ou perda de pressão excessiva através da linha de transferência 21L.

[0069] Este diferencial de pressão disponível ou real medido pode ser comparado com a perda de pressão calculada devido a atrito. Uma variável de processo pode ser ajustada em resposta à perda de pressão calculada atingindo uma percentagem especificada (por exemplo, 50%, 60%, 70%, 80%, etc.) do diferencial de pressão disponível ou real medido. Tal controle pode ser benéfico se a pressão no primeiro reator de circuito fechado 50A não flutuar sobre a pressão no segundo reator de circuito fechado 50B, por exemplo.

[0070] Em exemplos da pressão no primeiro reator de circuito fechado 50A flutuando no segundo reator de circuito fechado 50B, o diferencial de pressão medido através da linha de transferência 21L pode, geralmente, ser igual à perda de pressão calculada devido a atrito através da linha de transferência. Neste contexto, um diferencial de pressão medido (real) através da linha de transferência 21L maior do que a perda de pressão calculada ou teórica devido a atrito através da linha de transferência 21L pode indicar operação problemática ou instáveis da pasta de transferência 21 através da linha de transferência 21L incluindo a presença de uma obstrução ou incrustação de polímero na linha de transferência 21L, por exemplo. Assim, com a pressão do primeiro reator flutuando no segundo reator de pressão, uma variável de processo pode ser ajustada em resposta ao diferencial de pressão medido ultrapassando a perda de pressão calculada por uma quantidade especificada ou quantidade de limiar (por exemplo, uma percentagem especificada). Por exemplo, o ponto de ajuste ou a quantidade de limiar para fazer um ajuste de processo pode ser o diferencial de pressão medido em 120%, 140%, 160%, 180% ou 200%, etc., da perda de pressão calculada, ou a perda de pressão calculada menor que uma percentagem especificada (por exemplo, 50%, 60%, 70%, 80%, etc.) do diferencial de pressão medido.

[0071] FIG. 3 é um método 70 para operar um sistema de produção de polietileno 10 tendo sistema de reator 20 com reatores de circuito fechado duplos 50A, 50B. Inicialmente, como representado pelo bloco 72, etileno (e um comonômero opcional, tal como 1-hexeno) são polimerizados no primeiro reator de circuito fechado 50A para produzir um primeiro polietileno e polimerizados num segundo reator 50B para produzir um segundo polietileno. No caso de produção monomodal ou não diferenciada, o primeiro polietileno pode se assemelhar ao segundo polietileno. Por outro lado, no caso de produção bimodal ou diferenciada, o primeiro polietileno é diferente em pelo menos algumas propriedades do segundo polietileno.

[0072] Com os dois reatores 50A, 50B operando em série, uma pasta de transferência 21 é descarregada (bloco 74) a partir do primeiro reator de circuito fechado 50A através de uma linha de transferência 21L para o segundo reator de circuito fechado 50B. Além disso, uma pasta de produto 22 é descarregada (bloco 76) do segundo reator de circuito fechado 50B. O comportamento ou o fluxo da pasta de transferência 21 através da linha de transferência 21L é monitorado (bloco 78), tal como determinando ou calculando velocidade ou perda de pressão da pasta de transferência 21, por exemplo. Como discutido, a operação do sistema de reator 20 (incluindo alimentações para o sistema 20) pode ser ajustada (bloco 80) em resposta ao monitoramento e aos cálculos. O monitoramento, os cálculos e ajustes podem ser realizados via um sistema de controle.

[0073] Para calcular queda de pressão através da linha de transferência 21L, podem ser empregadas várias técnicas, incluindo equações de engenharia e gráficos, estimativas, e assim por diante. Num exemplo em dinâmica dos fluidos, a equação de Darcy-Weisbach relaciona a perda de coluna ou perda de pressão devida a atrito ao longo de um dado comprimento de tubo à velocidade média do fluxo de fluido. Uma discussão mais aprofundada relacionada pode ser encontrada no bem conhecido Crane Technical Paper No. 410 and in Perry’s Chemical Engineers’ Handbook (e.g., 8th edition). Naturalmente, as equações de fluxo de fluido e as equações de perda de coluna ou queda/perda de pressão, que não a equação de Darcy-Weisbach, podem ser empregadas de acordo com as presentes técnicas. Uma forma da equação de Darcy- Weisbach é:

onde a perda de pressão devido ao atrito Δp (unidades: Pa ou kg/ms2) é uma função de: • a razão do comprimento para o diâmetro do tubo, L/D; • a densidade do fluido ou da pasta, p (kg/m3); • a velocidade média do fluxo, V (m/s), como definido acima; • o fator de atrito de Darcy; um coeficiente (adimensional) de fluxo laminar ou turbulento, fD.

[0074] Embora a equação de Darcy-Weisbach possa ser calculada com unidades SI, como indicado, a equação de Darcy- Weisbach pode também usar unidades inglesas para dar perda de pressão em kpa, por exemplo. Mais ainda, a perda de pressão Δp pode ser denotada como uma pressão a montante menos uma pressão a jusante. Em operação, em certos exemplos, o diferencial de pressão através da linha de transferência 21L pode ser geralmente igual à perda de pressão devida ao atrito através da linha de transferência 21L, tal como se a pressão do primeiro reator de circuito fechado flutuasse na pressão do segundo reator de circuito fechado em operação em estado constante, por exemplo. Em tais casos, a perda de pressão Δp pode ser a pressão P1 na entrada para a linha de transferência de 21L (na descarga do primeiro reator de circuito fechado) menos a pressão P2 na saída da linha de transferência de 21L (na entrada para o segundo reator de circuito fechado).

[0075] FIG. 4 representa um método 90 para calcular a queda de pressão (perda de pressão) da pasta de lanugem de transferência 21 devido ao atrito através da linha de transferência 21L. Tal método 90 pode ser empregado no bloco de monitoramento 78 da FIG. 3, por exemplo. Como pode ser observado a partir da equação de Darcy-Weisbach acima, o fator atrito de Darcy fD geralmente deve ser primeiro determinado antes de calcular a perda de pressão em certas modalidades. O fator de atrito de Darcy fD é uma função do número de Reynolds de quantidade adimensional, Re.

[0076] De fato, como apreciado pelos versados na técnica, o coeficiente de atrito de Darcy pode ser determinado em função do número de Reynolds adimensional, Re = DpV/μ, em que D é o diâmetro interno do conduto, V é a velocidade de fluxo, p é a densidade de fluido ou pasta e μ é a viscosidade do fluido ou da pasta (isto é, a viscosidade cinemática). O número de Reynolds pode também indicar se o fluxo é laminar ou turbulento.

[0077] O método 90 da FIG. 4 inicialmente calcula (bloco 92) o número de Reynolds, Re, tal como acontece com a equação acima para Re. Como para as entradas para a equação de Re, a densidade da pasta p e a velocidade V podem ser determinadas de condições de operação do sistema de reator 20. Por exemplo, a densidade da pasta é geralmente uma função da concentração de sólidos de polietileno, dos monômeros e comonômeros empregados e da temperatura e da pressão. A velocidade da pasta é a taxa de fluxo volumétrica da pasta de transferência descarregando do primeiro reator de circuito fechado (como pode ser determinado por balanço de massa, por exemplo) dividida pela área da seção transversal do caminho de fluxo ou diâmetro interno da linha de transferência 21L. O diâmetro D é o diâmetro interno da linha de transferência 21L. A viscosidade μ da pasta pode ser especificada ou determinada. Como entendido pelos versados na técnica, a viscosidade da pasta de transferência 21L pode ser correlativa para a viscosidade do diluente, concentração de sólidos e a temperatura da pasta de transferência 21L, por exemplo.

[0078] Após o número de Reynolds Re ter sido calculado (bloco 92), o fator de atrito (por exemplo, fator de atrito de Darcy) pode ser determinado (bloco 94). Como é conhecido por aqueles versados na técnica, um diagrama de Moody pode relacionar o fator de atrito com o número de Reynolds e a rugosidade relativa da superfície interna do tubo (a linha de transferência 21L). A rugosidade (por exemplo, em frações de uma polegada ou em milímetros) da superfície interna do tubo pode ser baseada, por exemplo, em valores de projeto observados pelo fabricante do tubo, impacto operacional na rugosidade ao longo do tempo e assim por diante. Um valor para o fator de atrito de Darcy pode ser lido partir do diagrama de Moody com base no valor previamente calculado para o número de Reynolds, Re, e para uma rugosidade (por exemplo, em polegadas) da superfície interna da linha de transferência 21L. Para facilitar a leitura do diagrama de Moody, a rugosidade pode ser expressa como uma rugosidade relativa, isto é, uma razão de rugosidade para o tamanho de diâmetro interno. Mais ainda, o fator de atrito de Darcy pode ser calculado de forma iterativa resolvendo a equação de Colebrook.

[0079] Uma versão da equação de Colebrook que pode ser usada para calcular iterativamente o fator de atrito de Darcy pode ser expressa da seguinte forma:

onde f é o fator de atrito de Darcy, D é o diâmetro interno hidráulico do conduto ou tubo, R é o número de Reynolds e ε é a rugosidade absoluta do diâmetro interno do conduto ou tubo.

[0080] Equações de relações que não as equações de Colebrook podem ser empregadas para determinar o fator de atrito de Darcy. Mais ainda, outros factores de atrito, tal como fator de atrito de Fanning, podem ser considerados ou determinados, e com o fator de atrito de Darcy igual a quatro vezes o fator de atrito de Fanning e assim por diante.

[0081] Na modalidade ilustrada, depois de o fator de atrito ter sido determinado (bloco 94), uma equação pode ser utilizada (bloco 96) para determinar a perda de pressão 98. Como indicado, a equação de perda de pressão é a equação de Darcy-Weisbach. Como observado, as entradas são a razão do comprimento para o diâmetro do tubo, L/D (o que é conhecido para uma dada linha de transferência 21), a densidade p e a velocidade V da pasta de transferência 21 (usada no cálculo de Re no bloco 92) e o fator de atrito fr Darcy fD. (determinado no bloco 94). Como para o comprimento L na razão de comprimento para diâmetro L/D, o comprimento L pode ser o comprimento equivalente L da linha de transferência 21L. Em outras palavras, como apreciado pelos versados na técnica, um comprimento equivalente para acessórios de tubos, cotovelos, tês, válvulas, e assim por diante, na linha de transferência 52 pode ser adicionado ao comprimento linear do tubo reto para dar um comprimento equivalente total da linha de transferência 21L para usar como o comprimento L na Darcy-Weisbach. Além disso, em modalidades alternativas em que uma CTO é empregada na linha de transferência, o consumo de queda de pressão através da CTO pode ser contabilizado no cálculo de perda de pressão.

[0082] Mais ainda, a perda de pressão 28 pode ser expressa em unidades de pressão e é indicativa da perda de pressão devida ao atrito através da linha de transferência 21L para uma pasta em escoamento 21. Em outros exemplos, a perda de pressão 28 pode ser expressa em unidades de pressão por comprimento, por exemplo, e a perda de pressão através da linha de transferência 21L para uma pasta de transferência em escoamento 21L determinada multiplicando a perda de pressão por unidade de comprimento pelo comprimento ou comprimento equivalente da linha de transferência 21L.

[0083] Por último, a FIG. 5 representa uma modalidade alternativa de um sistema de reator de polimerização de polietileno 100 no qual um sistema de processamento de lanugem 102 é disposto entre um primeiro reator de circuito fechado 50A e um segundo reator de circuito fechado 50B. O sistema de processamento de pasta de lanugem 102 pode envolver a remoção de extremidades leves 103, tal como hidrogênio, monômero (por exemplo, etileno) e outros componentes, da pasta de transferência 21-1 descarregando do primeiro reator de circuito fechado 50A, por exemplo. Outras correntes de recuperação e processamento podem estar envolvidas. O equipamento pode incluir vasos de vaporização instantânea, colunas de destilação, bombas, trocadores de calor, equipamento analítico, válvulas de controle e assim por diante.

[0084] Como o sistema de reator 20 discutido acima, os dois reatores de pasta (polimerização) de circuito fechado 50A, 50B podem ser dispostos e operados em série e deslocados para operação em paralelo, se desejado. Reatores de circuito fechado adicionais, ou outros reatores (por exemplo, reatores de fase gasosa) podem ser incluídos na combinação ilustrada. Como também discutido, um reator de pasta de circuito fechado 50A, 50B é geralmente composto por segmentos de tubo conectados por curvas suaves ou cotovelos. Camisas de reator 52 podem ser fornecidas para remover calor da polimerização exotérmica via circulação de um meio de resfriamento, tal como água tratada, através das camisas do reator 52.

[0085] Os reatores 50A, 50B podem ser usados para realizar polimerização de poliolefina (por exemplo, polietileno) em condições de pasta. Um respectivo dispositivo motriz, tal como uma bomba 54A, 54B, circula a pasta fluida em cada reator 50A, 50B. O impelidor pode ser conduzido por um motor 56A, 56B ou outra força motriz. Os vários componentes de alimentação representados por correntes de alimentação 58A, 58B discutidas acima podem se aplicar ao sistema de reator 100. Além disso, uma corrente de catalisador 60 é adicionada ao sistema de reator 100.

[0086] Uma pasta de produto de lanugem 22 pode descarregar do segundo reator de circuito fechado 50 e ser submetida a processamento adicional incluindo extrusão final em peletes de polietileno. A pasta de produto de lanugem pode descarregar através de uma perna de sedimentação, CTO, válvula Ram ou outra configuração de válvula. A pasta de produto de lanugem 22 pode incluir um polietileno monomodal (ou não diferenciado) ou um polietileno bimodal (ou diferenciado).

[0087] A primeira linha de transferência 21L-1 pode encaminhar uma primeira pasta de transferência 21-1 da descarga do primeiro reator de circuito fechado 50A para o sistema de processamento de pasta de lanugem 102. Esta descarga do primeiro reator de circuito fechado e da linha de transferência associada 21L-1 pode incluir uma válvula Ram, uma CTO, uma perna de sedimentação, ou outra disposição de válvula. Uma segunda linha de transferência 21L-2 pode encaminhar uma segunda pasta de transferência 21L-2 do sistema de processamento de pasta de lanugem 102 para o segundo reator de circuito fechado 50B. Em certos exemplos, a uma bomba no sistema de processamento de pasta 102 pode fornecer força motriz para fluxo da segunda pasta de transferência 21-2 através da segunda linha de transferência 21L-2.

[0088] As té cnicas acima mencionadas (por exemplo, FIGS. 3-4) a respeito de calcular ou medir perda de pressão devido ao atrito podem ser aplicadas à primeira linha de transferência 21L-1 e à segunda linha de transferência 21L- 2 da modalidade ilustrada da FIG. 5. Por exemplo, a perda de pressão devido ao atrito através da primeira linha de transferência 21L-1 pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weisbach e o sistema de reator 100 ajustado em resposta. Além disso, a perda de pressão devido ao atrito através da segunda linha de transferência 21L-2 pode ser calculada usando a equação de Darcy-Weisbach e o sistema de reator 100 ajustado em resposta.

[0089] FIG. 6 é um exemplo de um sistema de processamento de pasta de lanugem 102 disposto entre o primeiro reator de polimerização 50A e o segundo reator de polimerização 50B. No exemplo ilustrado, o sistema de processamento de pasta 102 tem um sistema concentrador opcional 104 e um sistema de remoção de leves 106. Naturalmente, outras configurações do sistema de processamento de pasta 102 podem ser implementadas.

[0090] Como discutido abaixo, um objetivo do sistema concentrador 104 pode ser formar uma corrente de reciclo para facilitar o controle da concentração de sólidos no primeiro reator de circuito fechado 50. Além disso, o concentrador 106 pode reduzir carga de hidrocarboneto (por exemplo, diluente, monômero, comonômero, etc.) enviada para o sistema de remoção de leves 106. Assim, o equipamento no sistema de remoção de leves 106 pode ser dimensionado menor proporcionando benefício econômico e de operação e assim por diante.

[0091] Como indicado, o sistema concentrador 104 pode ser eliminado e a pasta de transferência 21-1 descarregada do primeiro reator 50A enviada para o sistema de remoção de leves 106 ou outro sistema de tratamento de pasta. Em certos exemplos, uma remoção contínua (OTC) é empregada em vez do ou em adição ao sistema concentrador 104. A CTO pode ser disposta, por exemplo, na descarga do primeiro reator 50A e linha de transferência 21L-1. A CTO em tais exemplos pode proporcionar concentração da pasta de transferência 21-1 em relação à pasta que circula no primeiro reator de circuito fechado 50A.

[0092] Na modalidade ilustrada, a linha de transferência 21L-1 transporta a pasta de transferência de lanugem 21-1 descarregada do primeiro reator de polimerização 50A para o hidrociclone 108 do sistema concentrador 104. Uma corrente de reciclo 110 do hidrociclone 108 pode ser retornada via uma bomba 112 para o primeiro reator 50A. A corrente de reciclo 110 pode incluir diluente e partículas finas de lanugem (as quais podem ter catalisador ativo). A taxa de fluxo da corrente de reciclo 110 pode ser regulada para facilitar o controle da concentração de sólidos da pasta que circula no primeiro reator de circuito fechado 50A. A taxa de fluxo da corrente de reciclo 110 pode ser modulada com uma válvula de controle (não mostrada) e/ou controlando a velocidade da bomba 110 e assim por diante.

[0093] Quanto à corrente de sólidos primários do hidrociclone 108, uma corrente de pasta de sólidos concentrada 114 sai do hidrociclone 108 através de uma válvula de alívio de pressão 115 para o sistema de remoção de gás leve 106. No exemplo ilustrado, a corrente de pasta de sólidos 114 se desloca através de uma linha de transferência 21L-3 para um vaso de vaporização instantânea 116 no sistema de remoção de gás leve 106. Deve-se notar que se a linha de transferência 21L-3 for caracterizada como uma linha de transferência separada ou como um segmento da linha de transferência global entre reatores 50A, 50B, as presentes técnicas de calcular perda de pressão devido ao atrito e calcular velocidade de pasta e fazer ajustes de processo em resposta, e semelhantes, podem ser aplicáveis.

[0094] Neste exemplo, o sistema de remoção de leves 106 pode remover componentes leves 103 (por exemplo, hidrogênio, monômero de etileno, etc.) da pasta de transferência 21-1 que descarrega do primeiro reator de polimerização 50A. No caso de remoção de hidrogênio, isso pode ser benéfico em produção bimodal, por exemplo, quando é desejado manter uma concentração mais alta de hidrogênio no primeiro reator 50A do que no segundo reator 50B, por exemplo. Obviamente, outras aplicações, tais como com o monômero (por exemplo, etileno), comonômeros leves, diluentes leves, não condensáveis e outros componentes leves, podem ser realizadas. Em certos exemplos, um componente "leve" pode ser especificado como componentes tendo um ponto de ebulição mais alto do que o diluente (por exemplo, isobutano) empregado no primeiro reator de circuito fechado 50A.

[0095] No exemplo ilustrado da FIG. 6, o sistema de remoção de gás leve 106 inclui um vaso de vaporização instantânea 116 e uma coluna de destilação ou fracionamento 118. Num exemplo, o vaso de vaporização instantânea 116 tem uma camisa (não mostrada) para um meio de aquecimento, tal como vapor, condensado de vapor, e assim por diante. No caso do vapor, o calor latente pode ser transferido para o conteúdo do vaso de vaporização instantânea 116. O vaso de vaporização instantânea 116 também pode ter um misturador ou agitador 120.

[0096] A coluna de fracionamento a jusante 118 pode ter uma pluralidade de estágios teóricos fornecidos por múltiplas bandejas de destilação 122. Além disso, a coluna de fracionamento 118 também pode ter um condensador aéreo 124 disposto na parte superior da coluna de fracionamento 118 neste exemplo. Além disso, o vaso de vaporização instantânea 116, quando equipado com a camisa anteriormente mencionada, pode funcionar como um refervedor para a coluna de fracionamento 118. O vaso de vaporização instantânea 116 também funciona como um tanque agitado para recolher sólidos.

[0097] Em operação, a corrente de pasta de sólidos 114 do hidrociclone 108 entra no vaso de vaporização instantânea 116, onde hidrocarboneto tal como diluente, monômero e comonômero é vaporizado instantaneamente no aéreo e enviado como corrente de alimentação 126 para a coluna de fracionamento 118. A pressão do vaso de vaporização instantânea 116 pode ser mantida, por exemplo, a 340 kpa a 2100 kpa menor que a pressão no primeiro reator de circuito fechado 50A. Tal pressão de operação na vaporização de estágio único no vaso de vaporização instantânea 116, neste exemplo, pode proporcionar, tanto vaporização instantânea de algum diluente no aéreo, bem como descarga de diluente líquido do fundo do vaso de vaporização instantânea 116.

[0098] Além de diluente e monômero, a corrente de alimentação aérea 126 do vaso de vaporização instantânea 116 para a coluna de fracionamento 118 pode conter hidrogênio arrastado, se assim empregado no primeiro reator 50A, bem como algumas partículas de lanugem incluindo partículas finas. A maioria das partículas de lanugem de polietileno sedimenta no vaso de vaporização instantânea 116 e descarrega de uma porção inferior do vaso de vaporização instantânea 116 numa pasta 128. O diluente 130 (por exemplo, isobutano) pode ser adicionado ao vaso de vaporização instantânea 116.

[0099] A pasta 128 descarregando da parte inferior do vaso de vaporização instantânea 116 pode ser bombeada via uma série de bombas 132 para o segundo reator de circuito fechado 50B via linha de transferência 21L-2. A tubulação de sucção das bombas 132 pode ser caracterizada como uma linha de transferência de pasta 21L-4 neste exemplo. Como mencionado, com respeito às várias linhas de transferência (ou segmentos de linha de transferência), as presentes técnicas de calcular perda de pressão devido ao atrito e calcular velocidade de pasta e fazer ajustes de processo em resposta, e semelhantes, podem ser aplicáveis.

[00100] Uma porção 134 da pasta de transferência 128 para o segundo reator 50B pode ser reciclada para o vaso de vaporização instantânea 116 via uma válvula de controle de fluxo 136 na modalidade ilustrada. Mais ainda, em certos exemplos, a porção reciclada 134 pode ser amostrada e hidrocarboneto na amostra testado com um cromatógrafo de gás, por exemplo, para determinar a composição do hidrocarboneto na pasta 128. Tais resultados de teste de composição podem ser usados para facilitar controlar as alimentações para os reatores 50A, 50B, as concentrações de componente nos reatores 50A, 50B e semelhantes.

[00101] Quanto ao aéreo do vaso de vaporização instantânea 116, a corrente de alimentação 126 descarrega do vaso de vaporização instantânea 116 a 118 para a coluna de fracionamento 118 onde o vapor se desloca acima da coluna de fracionamento 118. Como indicado, uma camisa de vapor no vaso de vaporização instantânea 116 pode funcionar como um refervedor em que ela fornece calor na parte inferior da coluna de fracionamento 116. O vapor se move acima da coluna 118 e a maior parte do diluente e também qualquer comonômero pesado, por exemplo, 1-hexeno, são condensados pelo condensador aéreo 124 e caem como um líquido juntamente com quaisquer partículas de finos de polietileno lavadas para o vaso de vaporização instantânea 116 via corrente 138. O diluente 130 (por exemplo, isobutano) pode ser adicionado à coluna de fracionamento 118.

[00102] Uma corrente de componentes leves 103 é descarregada sobre a coluna de fracionamento 118 através de uma válvula de controle de pressão 136 para um sistema de recuperação de extremidades leves, por exemplo. A corrente de componentes leves 103 pode ser amostrada e testada para a composição, tal como com um cromatógrafo de gás. Esses resultados de teste de composição podem ser usados para facilitar controlar as alimentações para os reatores 50A, 50B, as concentrações de componentes nos reatores 50A, 50B e semelhantes.

[00103] Em resumo, as modalidades das presentes técnicas podem proporcionar um método para operar um sistema de reator de polietileno. O método inclui descarregar continuamente uma pasta de transferência do primeiro reator de polimerização através de uma linha de transferência para o segundo reator de polimerização, a pasta de transferência incluindo pelo menos diluente, um primeiro polietileno e catalisador ativo. O método inclui descarregar uma pasta de produto de um segundo reator de polimerização, a pasta de produto incluindo pelo menos diluente, o primeiro polietileno e um segundo polietileno.

[00104] O método determina uma perda de pressão devido ao atrito na linha de transferência e ajusta uma variável de processo em resposta à perda de pressão ultrapassando um valor especificado, por exemplo, na faixa de 34 kPa a 207 kPa. O ajuste de uma variável de processo pode incluir aumentar a pressão no primeiro reator de polimerização e/ou permitir que a pressão aumente no primeiro reator de polimerização, para abaixar a viscosidade da pasta no primeiro reator de polimerização, para abaixar a pressão no segundo reator de polimerização, ou colocar em serviço outra linha de transferência e descarregar continuamente pelo menos uma porção da pasta de transferência do primeiro reator de polimerização através da outra linha de transferência para o segundo reator de polimerização.

[00105] A determinação da perda de pressão na linha de transferência pode incluir calcular a perda de pressão utilizando uma equação de Darcy-Weisbach, calcular um número de Reynolds da pasta de transferência e determinar um fator de atrito (por exemplo, usando uma equação de Colebrook) de uma superfície interna da linha de transferência em função do número de Reynolds da pasta de transferência e uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro da superfície interna. Em outras palavras, a determinação da perda de pressão na linha de transferência pode incluir determinar (por exemplo, por balanço de massa) uma taxa de fluxo da pasta de transferência, calcular uma velocidade da pasta de transferência em função da taxa de fluxo, assumir uma concentração de sólidos e uma viscosidade da pasta de transferência, determinar uma densidade da pasta de transferência em função da concentração de sólidos e calcular um número de Reynolds da pasta de transferência na linha de transferência em função da velocidade, da densidade, da viscosidade e de um diâmetro interno da linha de transferência. Como indicado, a determinação de perda de pressão pode ainda incluir assumir uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro de uma superfície interna da linha de transferência, determinar um fator de atrito da superfície interna em função do número de Reynolds e da razão de rugosidade de superfície para diâmetro e calcular a perda de pressão em função do fator de atrito, de uma razão de comprimento para diâmetro interno da linha de transferência, da densidade e da velocidade.

[00106] Mais ainda, o método pode incluir medir um diferencial de pressão através da linha de transferência e ajustar a variável de processo em resposta ao diferencial de pressão medido ultrapassando a perda de pressão determinada (isto é, calculada) por uma quantidade especificada, tal como ultrapassando 150% da perda de pressão calculada. Como discutido, a medição do diferencial de pressão pode incluir medir uma pressão de entrada da linha de transferência e medir uma pressão de saída da linha de transferência. O diferencial de pressão medido ultrapassando a perda de pressão calculada pode indicar fluxo problemático, incrustação ou uma obstrução na linha de transferência, por exemplo.

[00107] Modalidades das presentes técnicas podem, também, fornecer um método para operar um sistema de reator de polietileno incluindo polimerizar etileno num primeiro reator de polietileno para formar um primeiro polietileno, descarregar continuamente do primeiro reator de polietileno uma pasta de transferência tendo pelo menos diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polietileno, polimerizar etileno no segundo reator de polietileno para formar um segundo polietileno e descarregar continuamente do segundo reator de polietileno uma pasta de produto tendo pelo menos diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno. O método pode incluir determinar uma velocidade da pasta de transferência na linha de transferência e manter a velocidade maior do que um valor especificado. O valor especificado sendo uma velocidade na faixa de cerca de 100% a cerca de 200% de uma velocidade de saltação ou velocidade de sedimentação da pasta de transferência e/ou uma velocidade na faixa de cerca de 0,61 metros por segundo a cerca de 3,05 metros por segundo, por exemplo. Para manter a velocidade, uma lavagem de diluente para a linha de transferência pode ser ajustada (aberta, aumentada, etc.) para aumentar a velocidade da pasta de transferência se a velocidade calculada cai para o valor especificado.

[00108] Mais ainda, modalidades das presentes técnicas podem fornecer um método para controlar um sistema de reator de polietileno incluindo polimerizar etileno num primeiro reator de polimerização para formar um primeiro polietileno, descarregar continuamente do primeiro reator de polimerização uma pasta de transferência tendo pelo menos diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização, polimerizar etileno no segundo reator de polimerização para formar um segundo polietileno e descarregar continuamente do segundo reator de polimerização uma pasta de produto tendo pelo menos diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno. O método pode incluir calcular perda de pressão devido ao atrito na linha de transferência e manter o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização substancialmente à mesma pressão em resposta à perda de pressão sendo menor que um valor especificado.

[00109] Por fim, as formas de realização presentes técnicas podem proporcionar um sistema para a produção de polietileno, incluindo um reator de primeira alça de polietileno, um segundo reator de circuito fechado de polietileno, uma primeira linha de transferência para transferir a pasta de polietileno a partir do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno, e um controle sistema para determinar uma queda de pressão na primeira conduta de transferência e de colocar em serviço uma segunda linha de transferência para transferir a pasta de polietileno a partir do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno. O sistema de controle determinando queda de pressão pode incluir o sistema de controle calculando perda de pressão devido ao atrito na primeira linha de transferência, e em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta à perda de pressão calculada ultrapassando um ponto de ajuste de perda de pressão.

[00110] O sistema pode incluir um elemento de pressão de entrada disposto na primeira linha de transferência para medir uma pressão de entrada da pasta de transferência na primeira linha de transferência perto ou no primeiro reator de circuito fechado e um elemento de pressão de saída disposto na primeira linha de transferência para medir uma pressão de saída da pasta de transferência na primeira linha de transferência perto do ou no segundo reator de circuito fechado. O sistema de controle pode colocar a segunda linha de transferência em serviço em resposta à pressão de entrada medida ultrapassando um ponto de ajuste de pressão e/ou em resposta à medida de pressão no primeiro reator de circuito fechado ultrapassando um ponto de ajuste de pressão. Mais ainda, o sistema de controle determinando queda de pressão pode incluir o sistema de controle determinando um diferencial de pressão disponível através da primeira linha de transferência correlativo para a pressão de entrada medida e pressão de saída medida, e em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta ao diferencial de pressão disponível ultrapassando um ponto de ajuste de diferencial de pressão.

DESCRIÇÃO ADICIONAL

[00111] Métodos e sist ema para a produção de polietileno foram descritos. As seguintes cláusulas são oferecidas como descrição mais detalhada:

[00112] Exemplo 1. Um método para operar um sistema de reator de polietileno, compreendendo: descarregar continuamente uma pasta de transferência de um primeiro reator de polimerização através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização, a pasta de transferência compreendendo diluente e um primeiro polietileno; descarregar uma pasta de produto de um segundo reator de polimerização, a pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e um segundo polietileno; determinar uma perda de pressão devido a atrito na linha de transferência; e ajustar uma variável de processo em resposta à perda de pressão ultrapassando um valor especificado.

[00113] Exemplo 2. O método do exemplo 1, em que o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização cada qual compõem um reator de fase líquida.

[00114] Exemplo 3. O método do exemplo 1, em que o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização compreendem cada qual um reator de circuito fechado.

[00115] Exemplo 4. O método do exemplo 1, compreendendo: alimentar etileno, diluente e catalisador para o primeiro reator de polimerização; polimerizar etileno no primeiro reator de polimerização para formar o primeiro polietileno, em que a pasta de transferência compreende catalisador ativo; e polimerizar etileno no segundo reator de polimerização para formar o segundo polietileno.

[00116] Exemplo 5. O método do exemplo 1, compreendendo alimentar diluente ao segundo reator de polimerização.

[00117] Exempl o 6. O método do exemplo 1 compreendendo alimentar um comonômero ao primeiro reator de polimerização e/ou ao segundo reator de polimerização.

[00118] Exempl o 7. O método do exemplo 6, em que o comonômero compreende propileno, buteno, 1-penteno, 1- hexeno, 1-octeno e/ou 1-deceno.

[00119] Exemplo 8. O método do exemplo 1 compreendendo alimentar hidrogênio ao primeiro reator de polimerização e/ou ao segundo reator de polimerização.

[00120] Exemplo 9. O método do exemplo 1, em que o ajuste de uma variável de processo compreende aumentar pressão e/ou permitir que a pressão aumente no primeiro reator de polimerização.

[00121] Exemplo 10. O método do exemplo 9, em que o aumento de pressão no primeiro reator de polimerização compreende aumentar a pressão de alimentação de diluente para o primeiro reator de polimerização.

[00122] Exemplo 11. O método do exemplo 1, em que o ajuste de uma variável de processo compreende abaixar a viscosidade da pasta no primeiro reator de polimerização.

[00123] Exemplo 12. O método do exemplo 11, em que o abaixamento da viscosidade da pasta compreende aumentar a taxa de alimentação de diluente para o primeiro reator de polimerização, diminuir a concentração de sólidos no primeiro reator de polimerização e/ou aumentar a temperatura no primeiro reator de polimerização.

[00124] Exemplo 13. O método do exemplo 1, em que o ajuste de uma variável de processo compreende abaixar a pressão no segundo reator de polimerização.

[00125] Exempl o 14. O método do exemplo 13, em que o abaixamento da pressão no segundo reator de polimerização compreende aumentar uma posição aberta de uma válvula de controle de fluxo através da qual a pasta de produto descarrega do segundo reator de polimerização.

[00126] Exempl o 15. O método do exemplo 1, em que o ajuste de uma variável de processo compreende colocar em serviço outra linha de transferência e descarregar continuamente pelo menos uma porção da pasta de transferência do primeiro reator de polimerização através da outra linha de transferência para o segundo reator de polimerização.

[00127] Exemplo 16. O método do exemplo 1, em que o valor especificado compreende uma perda de pressão na faixa de cerca de 34 kPa a 207 kPa.

[00128] Exemplo 17. O método do exemplo 1, em que a determinação da perda de pressão compreende calcular a perda de pressão utilizando uma equação de fluxo de fluido.

[00129] Exemplo 18. O método do exemplo 17, em que a equação de fluxo de fluido compreende uma equação de Darcy- Weisbach.

[00130] Exemplo 19. O método do exemplo 17, compreendendo medir um diferencial de pressão através da linha de transferência e ajustar a variável de processo em resposta ao diferencial de pressão medido ultrapassando a perda de pressão determinada por uma quantidade especificada.

[00131] Exemplo 20. O método do exemplo 19, em que a quantidade especificada compreende uma quantidade de limiar como uma percentagem da perda de pressão determinada.

[00132] Exemplo 21. O método do exemplo 19, em que a medição do diferencial de pressão compreende medir uma pressão de entrada da linha de transferência e medir uma pressão de saída da linha de transferência.

[00133] Exemplo 22. O método do exemplo 1, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende calcular um número de Reynolds da pasta de transferência e determinar um fator de atrito de uma superfície interna da linha de transferência em função de ambos o número de Reynolds e uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro da superfície interna.

[00134] Exemplo 23. O método do exemplo 22, em que a determinação do fator de atrito compreende calcular o fator de atrito usando uma equação de Colebrook.

[00135] Exemplo 24. O método do exemplo 1, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende: determinar uma taxa de fluxo da pasta de transferência, calcular uma velocidade da pasta de transferência em função da taxa de fluxo, determinar uma densidade da pasta de transferência e calcular um número de Reynolds da pasta de transferência na linha de transferência em função da velocidade, da densidade, da viscosidade da pasta de transferência e de um diâmetro interno da linha de transferência.

[00136] Exemplo 25. O método do Exemplo 24, em que a determinação de uma taxa de fluxo da pasta de transferência compreende determinar a taxa de fluxo por balanço de massa do sistema de reator de polietileno.

[00137] Exemplo 26. O método do exemplo 24, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende a determinação de um fator de atrito da superfície interna em função do número de Reynolds e uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro da linha de transferência.

[00138] Exemplo 27. O método do exemplo 26, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende calcular a perda de pressão em função do fator de atrito, de uma razão de comprimento para diâmetro interno da linha de transferência, da densidade e da velocidade.

[00139] Exemplo 28. Um método para operar um sistema de reator de polietileno compreendendo: polimerizar etileno num primeiro reator de polietileno para formar um primeiro polietileno; descarregar continuamente do primeiro reator de polietileno uma pasta de transferência compreendendo diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polietileno; polimerizar etileno no segundo reator de polietileno para formar um segundo polietileno; descarregar continuamente do segundo reator de polietileno uma pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno; determinar uma velocidade da pasta de transferência na linha de transferência entre o primeiro reator de polietileno e o segundo reator de polietileno; e manter a velocidade maior do que um valor especificado.

[00140] Exemplo 29. O método do exemplo 28, em que o valor especificado compreende uma velocidade na faixa de cerca de 95% a cerca de 200% de uma velocidade de saltação da pasta de transferência e/ou uma velocidade na faixa de cerca de 0,61 metros por segundo a cerca de 3,05 metros por segundo.

[00141] Exemplo 30. O método do exemplo 28, em que a manutenção da velocidade compreende ajustar uma lavagem de diluente para a linha de transferência para aumentar a velocidade da pasta de transferência se a velocidade cai para o valor especificado.

[00142] Exempl o 31. O método do exemplo 28, em que o primeiro polietileno e o segundo polietileno combinam para dar um polietileno monomodal ou um polietileno bimodal.

[00143] Exemplo 32. Um método para controlar um sistema de reator de polietileno compreendendo: polimerizar etileno num primeiro reator de polimerização para formar um primeiro polietileno; descarregar continuamente do primeiro reator de polimerização uma pasta de transferência compreendendo diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização; polimerizar etileno no segundo reator de polimerização para formar um segundo polietileno; descarregar continuamente do segundo reator de polimerização uma pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno; calcular a perda de pressão devido ao atrito na linha de transferência entre o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização; e manter o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização substancialmente à mesma pressão em resposta à perda de pressão sendo menor que um valor especificado.

[00144] Exempl o 33. Um sistema de produção de polietileno compreendendo: um primeiro reator de circuito fechado de polietileno; um segundo reator de circuito fechado de polietileno; uma primeira linha de transferência para transferir pasta de polietileno do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno; e um sistema de controle para determinar uma queda de pressão na primeira linha de transferência e colocar em serviço uma segunda linha de transferência para transferir pasta de polietileno do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno.

[00145] Exempl o 34. O sistema do exemplo 33, em que o sistema de controle determinando queda de pressão compreende o sistema de controle calculando perda de pressão devido ao atrito na primeira linha de transferência, e em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta à perda de pressão calculada ultrapassando um ponto de ajuste de perda de pressão.

[00146] Exemplo 35. O sistema do exemplo 33, compreendendo: um elemento de pressão de entrada disposto na primeira linha de transferência para medir uma pressão de entrada da pasta de transferência na primeira linha de transferência perto ou no primeiro reator de circuito fechado e um elemento de pressão de saída disposto na primeira linha de transferência para medir uma pressão de saída da pasta de transferência na primeira linha de transferência perto do ou no segundo reator de circuito fechado.

[00147] Exemplo 36. O sistema do exemplo 35, em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta à pressão de entrada ultrapassando um ponto de ajuste de pressão.

[00148] Exempl o 37. O sistema do exemplo 35, em que o sistema de controle determinando queda de pressão compreende o sistema de controle determinando um diferencial de pressão através da primeira linha de transferência correlativo para a pressão de entrada e pressão de saída, e em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta ao diferencial de pressão ultrapassando um ponto de ajuste de diferencial de pressão.

[00149] Exempl o 38. O sistema do exemplo 33, em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta a uma pressão no primeiro reator de circuito fechado de polietileno ultrapassando um ponto de ajuste de pressão. Modalidade A

[00150] Um método para operar um sistema de reator de polietileno, compreendendo: descarregar continuamente uma pasta de transferência de um primeiro reator de polimerização através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização, a pasta de transferência compreendendo diluente e um primeiro polietileno; descarregar uma pasta de produto de um segundo reator de polimerização, o a pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e um segundo polietileno; determinar uma perda de pressão devido a atrito na linha de transferência; e ajustar uma variável de processo em resposta à perda de pressão ultrapassando um valor especificado. Modalidade B

[00151] O método da modalidade A, em que o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização cada qual compõem um reator de fase líquida. Modalidade C

[00152] O método das modalidades A até B, em que o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização compreendem cada qual um reator de circuito fechado. Modalidade D

[00153] O método das modalidades A até C, compreendendo: alimentação de etileno, diluente e catalisador para o primeiro reator de polimerização; polimerizar etileno no primeiro reator de polimerização para formar o primeiro polietileno, em que a pasta de transferência compreende catalisador ativo; e polimerizar etileno no segundo reator de polimerização para formar o segundo polietileno. Modalidade E

[00154] O método das modalidades A até D, compreendendo alimentar diluente para o segundo reator de polimerização. Modalidade F

[00155] O método das modalidades A até E, compreendendo alimentar um comonômero ao primeiro reator de polimerização e/ou ao segundo reator de polimerização. Modalidade G

[00156] O método das modalidades A até F, em que o comonômero compreende propileno, buteno, 1-penteno, 1- hexeno, 1-octeno e/ou 1-deceno. Modalidade H

[00157] O método das modalidades A até E, compreendendo alimentar um hidrogênio ao primeiro reator de polimerização e/ou ao segundo reator de polimerização. Modalidade I

[00158] O método das modalidades A até H, em que o ajuste de uma variável de processo compreende aumentar pressão e/ou permitir que a pressão aumente no primeiro reator de polimerização. Modalidade J

[00159] O método das modalidades A até I, em que o aumento de pressão no primeiro reator de polimerização compreende aumentar a pressão de alimentação de diluente para o primeiro reator de polimerização. Modalidade K

[00160] O método das modalidades A até J, em que o ajuste de uma variável de processo compreende abaixar a viscosidade da pasta no primeiro reator de polimerização. Modalidade L

[00161] O método das modalidades A até K, em que o abaixamento da viscosidade da pasta compreende aumentar a taxa de alimentação de diluente para o primeiro reator de polimerização, diminuir a concentração de sólidos no primeiro reator de polimerização e/ou aumentar a temperatura no primeiro reator de polimerização. Modalidade M

[00162] O método das modalidades A até L, em que o ajuste de uma variável de processo compreende abaixar a pressão no segundo reator de polimerização. Modalidade N

[00163] O método das modalidades A até M, em que o abaixamento da pressão no segundo reator de polimerização compreende aumentar uma posição aberta de uma válvula de controle de fluxo através da qual a pasta de produto descarrega do segundo reator de polimerização. Modalidade O

[00164] O método das modalidades A até N, em que o ajuste de uma variável de processo compreende colocar em serviço outra linha de transferência e descarregar continuamente pelo menos uma porção da pasta de transferência do primeiro reator de polimerização através da outra linha de transferência para o segundo reator de polimerização. Modalidade P

[00165] O método das modalidades A até O, em que o valor especificado compreende uma perda de pressão na faixa de cerca de 34 kPa a 207 kPa. Modalidade Q

[00166] O método das modalidades A até P, em que a determinação da perda de pressão compreende calcular a perda de pressão utilizando uma equação de fluxo de fluido. Modalidade R

[00167] O método das modalidades A a Q, em que a equação de fluxo de fluido compreende uma equação de Darcy-Weisbach. Modalidade S

[00168] O método das modalidades A até R, compreendendo medir um diferencial de pressão através da linha de transferência e ajustar a variável de processo em resposta ao diferencial de pressão medido ultrapassando a perda de pressão determinada por uma quantidade especificada. Modalidade T

[00169] O método das modalidades A até S, em que a quantidade especificada compreende uma quantidade de limiar como uma percentagem da perda de pressão determinada. Modalidade U

[00170] O método das modalidades A até T, em que a medição do diferencial de pressão compreende medir uma pressão de entrada da linha de transferência e medir uma pressão de saída da linha de transferência. Modalidade V

[00171] O método das modalidades A até U, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende calcular um número de Reynolds da pasta de transferência e determinar um fator de atrito de uma superfície interna da linha de transferência em função de ambos o número de Reynolds e uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro da superfície interna. Modalidade W

[00172] O método das modalidades A até V, em que a determinação do fator de atrito compreende calcular o fator de atrito usando uma equação de Colebrook. Modalidade X

[00173] O método das modalidades A até W, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende: determinar uma taxa de fluxo da pasta de transferência, calcular uma velocidade da pasta de transferência em função da taxa de fluxo, determinar uma densidade da pasta de transferência e calcular um número de Reynolds da pasta de transferência na linha de transferência em função da velocidade, da densidade, da viscosidade da pasta de transferência e de um diâmetro interno da linha de transferência. Modalidade Y

[00174] O método das modalidades A até X, em que a determinação de uma taxa de fluxo da pasta de transferência compreende determinar a taxa de fluxo por balanço de massa do sistema de reator de polietileno. Modalidade Z

[00175] O método das modalidades A até Y, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende a determinação de um fator de atrito da superfície interna em função do número de Reynolds e uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro da linha de transferência. Modalidade AA

[00176] O método das modalidades A até Z, em que a determinação da perda de pressão na linha de transferência compreende calcular a perda de pressão em função do fator de atrito, de uma razão de comprimento para diâmetro interno da linha de transferência, da densidade e da velocidade. Modalidade AB

[00177] Um método para operar um sistema de reator de polietileno compreendendo: polimerizar etileno num primeiro reator de polietileno para formar um primeiro polietileno; descarregar continuamente do primeiro reator de polietileno uma pasta de transferência compreendendo diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polietileno; polimerizar etileno no segundo reator de polietileno para formar um segundo polietileno; descarregar continuamente do segundo reator de polietileno uma pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno; determinar uma velocidade da pasta de transferência na linha de transferência entre o primeiro reator de polietileno e o segundo reator de polietileno; e manter a velocidade maior do que um valor especificado. Modalidade AC

[00178] O método da modalidade AB, em que o valor especificado compreende uma velocidade na faixa de cerca de 95% a cerca de 200% de uma velocidade de saltação da pasta de transferência e/ou uma velocidade na faixa de cerca de 0,61 metros por segundo a cerca de 3,05 metros por segundo. Modalidade AD

[00179] O método das modalidades AB até AC, em que a manutenção compreende ajustar uma lavagem de diluente para a linha de transferência para aumentar a velocidade da pasta de transferência se a velocidade cair para o valor especificado. Modalidade AE

[00180] O método das modalidades AB até AD, em que o primeiro polietileno e o segundo polietileno combinam para dar um polietileno monomodal ou um polietileno bimodal. Modalidade AF

[00181] Um método para controlar um sistema de reator de polietileno compreendendo: polimerizar etileno num primeiro reator de polimerização para formar um primeiro polietileno; descarregar continuamente do primeiro reator de polimerização uma pasta de transferência compreendendo diluente e o primeiro polietileno através de uma linha de transferência para um segundo reator de polimerização; polimerizar etileno no segundo reator de polimerização para formar um segundo polietileno; descarregar continuamente do segundo reator de polimerização uma pasta de produto compreendendo diluente, o primeiro polietileno e o segundo polietileno; calcular a perda de pressão devido ao atrito na linha de transferência entre o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização; e manter o primeiro reator de polimerização e o segundo reator de polimerização substancialmente à mesma pressão em resposta à perda de pressão sendo menor que um valor especificado. Modalidade AG

[00182] Um sistema de produção de polietileno compreendendo: um primeiro reator de circuito fechado de polietileno; um segundo reator de circuito fechado de polietileno; uma primeira linha de transferência para transferir pasta de polietileno do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno; e um sistema de controle para determinar uma queda de pressão na primeira linha de transferência e colocar em serviço uma segunda linha de transferência para transferir pasta de polietileno do primeiro reator de circuito fechado de polietileno para o segundo reator de polietileno. Modalidade AH

[00183] O sistema da modalidade AG, em que o sistema de controle determinando queda de pressão compreende o sistema de controle calculando perda de pressão devido ao atrito na primeira linha de transferência, e em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta à perda de pressão calculada ultrapassando um ponto de ajuste de perda de pressão. Modalidade AI

[00184] O sistema das modalidades AG até AH, compreendendo: um elemento de pressão de entrada disposto na primeira linha de transferência para medir uma pressão de entrada da pasta de transferência na primeira linha de transferência perto ou no primeiro reator de circuito fechado e um elemento de pressão de saída disposto na primeira linha de transferência para medir uma pressão de saída da pasta de transferência na primeira linha de transferência perto do ou no segundo reator de circuito fechado. Modalidade AJ

[00185] O sist ema das modalidades AG até AI, em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta à pressão de entrada ultrapassando um ponto de ajuste de pressão. Modalidade AK

[00186] O sist ema das modalidades AG até AJ, em que o sistema de controle determinando queda de pressão compreende o sistema de controle determinando um diferencial de pressão através da primeira linha de transferência correlativo para a pressão de entrada e pressão de saída, e em que o sistema de controle coloca a segunda linha de transferência em serviço em resposta ao diferencial de pressão ultrapassando um ponto de ajuste de diferencial de pressão.

Claims (14)

1. Método para operar um sistema de reator de polietileno (100), caracterizado por compreender: descarregar continuamente uma pasta de transferência (21) de um primeiro reator de polimerização (50A) através de uma primeira linha de transferência (21L-1) para um sistema de processamento de lanugem (102) e depois do sistema de processamento de lanugem (102) através de uma segunda linha de transferência (21L-2) para um segundo reator de polimerização (50B), a pasta de transferência (21) compreendendo diluente e um primeiro polietileno, em que o sistema de processamento de lanugem (102) compreende um sistema de remoção de leves (106); descarregar uma pasta de produto (22) de um segundo reator de polimerização (50B), a pasta de produto (22) compreendendo diluente, o primeiro polietileno e um segundo polietileno; determinar uma perda de pressão devido à fricção na primeira (21L-1) e/ou segunda (21L-2) linha de transferência; e ajustar uma variável de processo em resposta à perda de pressão ultrapassando um valor especificado, em que ajustar uma variável de processo compreende pelo menos um do seguinte: aumentar pressão e/ou permitir que a pressão aumente no primeiro reator de polimerização (50A), abaixar a viscosidade da pasta no primeiro reator de polimerização (50A), abaixar a pressão no segundo reator de polimerização (50B), ou, colocar em serviço outra linha de transferência (23L) e descarregar continuamente pelo menos uma porção da pasta de transferência (21) do primeiro reator de polimerização (50A) através da outra linha de transferência (23L) para o segundo reator de polimerização (50B), em que o valor especificado compreende uma perda de pressão na faixa de 34 kPa a 207 kPa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro reator de polimerização (50A) e o segundo reator de polimerização (50B) cada qual compõem um reator de fase líquida.

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro reator de polimerização (50A) e o segundo reator de polimerização (50B) compreendem cada qual um reator de circuito fechado (50).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender: alimentar etileno, diluente e catalisador ao primeiro reator de polimerização (50A); polimerizar etileno no primeiro reator de polimerização (50A) para formar o primeiro polietileno, em que a pasta de transferência (21) compreende catalisador ativo; e polimerizar etileno no segundo reator de polimerização (50B) para formar o segundo polietileno.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender alimentar diluente ao segundo reator de polimerização (50B).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender alimentar um comonômero ao primeiro reator de polimerização (50A) e/ou ao segundo reator de polimerização (50B).

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o comonômero compreende propileno, buteno, 1-penteno, 1- hexeno, 1-octeno e/ou 1-deceno.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender alimentar um hidrogênio ao primeiro reator de polimerização (50A) e/ou ao segundo reator de polimerização (50B).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o aumento de pressão no primeiro reator de polimerização (50A) compreende aumentar a pressão de alimentação de diluente para o primeiro reator de polimerização (50A).

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o abaixamento da viscosidade da pasta compreende aumentar a taxa de alimentação de diluente para o primeiro reator de polimerização (50A), diminuir a concentração de sólidos no primeiro reator de polimerização (50A) e/ou aumentar a temperatura no primeiro reator de polimerização (50A).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o abaixamento da pressão no segundo reator de polimerização (50B) compreende aumentar uma posição aberta de uma válvula de controle de fluxo através da qual a pasta de produto (22) descarrega do segundo reator de polimerização (50B).

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo fato de que determinar a perda de pressão compreende calcular a perda de pressão utilizando uma equação de fluxo de fluido.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar a perda de pressão na primeira (21L-1) e/ou na segunda (21L-2) linha de transferência compreende calcular um número de Reynolds da pasta de transferência, e determinar um fator de atrito de uma superfície interna da primeira (21L-1) e/ou segunda (21L- 2) linha de transferência como uma função de ambos o número de Reynolds e uma razão de rugosidade de superfície para diâmetro da superfície interna.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que determinar a perda de pressão na primeira (21L-1) e/ou segunda (21L-2) linha de transferência compreende: determinar a taxa de fluxo da pasta de transferência (21); calcular uma velocidade da pasta de transferência (21) como uma função da taxa de fluxo; determinar uma densidade da pasta de transferência (21); e calcular um número de Reynolds da pasta de transferência (21) na primeira (21L-1) e/ou segunda (21L-2) linha de transferência como uma função da velocidade, da densidade, uma viscosidade da pasta de transferência (21), e um diâmetro interno da primeira (21L-1) e/ou segunda (21L-2) linha de transferência.

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