BR112017001502B1 - Processo para a preparação de polietileno - Google Patents

Processo para a preparação de polietileno Download PDF

Info

Publication number
BR112017001502B1
BR112017001502B1 BR112017001502-1A BR112017001502A BR112017001502B1 BR 112017001502 B1 BR112017001502 B1 BR 112017001502B1 BR 112017001502 A BR112017001502 A BR 112017001502A BR 112017001502 B1 BR112017001502 B1 BR 112017001502B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
reactor
ethylene
injection nozzles
injection
polymerization
Prior art date
Application number
BR112017001502-1A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112017001502A2 (pt
Inventor
Reinhard Kuehl
Harald Prang
Rodrigo Carvajal
Elke Damm
Phil Pyman
Original Assignee
Basell Polyolefine Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basell Polyolefine Gmbh filed Critical Basell Polyolefine Gmbh
Publication of BR112017001502A2 publication Critical patent/BR112017001502A2/pt
Publication of BR112017001502B1 publication Critical patent/BR112017001502B1/pt

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/224—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
    • B01J8/226—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02—Ethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1125—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/191—Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with similar elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7179—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using sprayers, nozzles or jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B01J19/0066—Stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1868—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
    • B01J19/1875—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement internally, i.e. the mixture circulating inside the vessel such that the upwards stream is separated physically from the downwards stream(s)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/224—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/18—Suspension polymerisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0422—Numerical values of angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0418—Geometrical information
    • B01F2215/0431—Numerical size values, e.g. diameter of a hole or conduit, area, volume, length, width, or ratios thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2215/00—Auxiliary or complementary information in relation with mixing
    • B01F2215/04—Technical information in relation with mixing
    • B01F2215/0413—Numerical information
    • B01F2215/0436—Operational information
    • B01F2215/0481—Numerical speed values
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
    • B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

PROCESSO PARA POLIMERIZAÇÃO DE ETILENO COM SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE ETILENO APRIMORADO. Trata-se de um processo para a preparação de polietileno por meio da polimerização em um etileno de pasta aquosa e, opcionalmente, uma ou mais alfa-olefinas C3 a C10, em que a polimerização é executada em um reator de polimerização cilíndrico equipado com um agitador para misturar os conteúdos do reator e induzir um fluxo da pasta aquosa, em que alimenta-se o reator com o etileno por um sistema de injeção de etileno que compreende um ou mais bocais de injeção que se projetam através da cabeça de reator de fundo ou através da parede de reator e se estendem de 0,02 vez a 0,5 vez o diâmetro interno D no reator e em que o etileno sai do bocal de injeção com uma velocidade de saída de 10 m/s a 200 m/s.

Description

Campo da Invenção
[001] A presente revelação refere-se a um processo para polimerização de etileno. Mais particularmente, a presente revelação se refere a um processo de polimerização de pasta aquosa de etileno que tem acúmulo de sujeira reduzido através de um sistema de alimentação de etileno aprimorado.
Antecedentes da invenção
[002] É conhecido o uso de produtos contendo polietileno. Vários processos podem ser usados para produzir polietileno, incluindo processos de fase gasosa, processos de solução e processos de pasta aquosa. Em processos de polimerização de pasta aquosa de etileno, diluentes como hexano ou isobutano podem ser usados para dissolver o monômero de etileno, comonômeros e hidrogênio, e o (s) monômero(s) são polimerizados com um catalisador. Após a polimerização, o produto de polímero formado está presente como uma pasta aquosa de partículas de polietileno suspensas no meio líquido.
[003] Em processos em cascata de múltiplos reatores típicos mostrados, por exemplo, nos documentos WO 2005/077992 A1 ou WO 2012/028591 A1, os reatores podem ser operados em paralelo ou em série, e os tipos e quantidades de monômero e condições podem ser variadas em cada reator para produzir uma variedade de materiais de polietileno, incluindo material de polietileno unimodal ou multimodal. Tais composições multimodais são usadas em uma variedade de aplicações; por exemplo, o documento WO 2012/069400 A1 revela composições de polietileno trimodais para moldagens por sopro.
[004] Um desafio ocasionalmente encontrado por reatores com tanque de agitação contínua em sistemas de polimerização de pasta aquosa de etileno é o acúmulo de sujeira que pode ocorre nas partes internas do reator. O monômero de etileno é introduzido no reator sob forma gasosa e se dissolve no diluente. O componente catalisador sólido é dosado no reator e é suspenso no diluente. Quando o etileno dissolvido entrar em contato com as partículas de catalisador, o polietileno é formado. A reação ocorre em todo lugar dentro do reator, in-cluindo próximo às superfícies internas de reator e nas partes internos de reator. Especial preocupação é a área ao redor dos bocais de entrada de etileno visto que a concentração local de etileno está em seu ponto mais elevado na descarga do bocal de entrada. Idealmente, a alimentação de etileno se dissolveria imediatamente e seria misturada de modo a formar uma concentração uniforme no diluente em contato com partículas de catalisador uniformemente distribuídas. Entretanto, se a dissolução do etileno e a mistura dos conteúdos de reator não forem adequadas, polietileno sólido pode aderir às superfícies internas de reator e às partes internas de reator. Se tal aderência estiver em andamento, o material acumulado pode formar massas informes sólidas e interferir no desempenho de reator. Por fim, se não for solucionado, esse processo de acúmulo de sujeira pode levar a uma interrupção de unidade para limpeza.
[005] Sistemas convencionais no passado alimentavam o etileno através de um bocal sem um comprimento de cano no fundo de reator. O etileno entrou no reator diretamente na parede de reator, o que levou ao acúmulo de sujeira ao redor desse bocal devido à concentração muito alta de etileno e na suspensão. O acúmulo de sujeira também ocorreu dentro do próprio bocal. Devido a baixas velocidades de etileno na saída do bocal, a suspensão contendo catalisador migraria para o bocal e reagiria com o etileno para formar partículas de polietileno. Para evitar a obstrução total do bocal, o mesmo deve ser frequentemente submetido à limpeza.
[006] Portanto, existe uma necessidade contínua de processos de polimerização de pasta aquosa de etileno que têm desempenho aprimorado através de dissolução e mistura mais eficaz, resultando em acúmulo reduzido de sujeira interna de reator.
Sumário da invenção
[007] A presente revelação fornece processos para polimerização de pasta aquosa de etileno com o uso de um sistema de distribuição de etileno.
[008] A revelação fornece processos para a preparação de polietileno por meio da polimerização em um etileno de pasta aquosa e, opcionalmente, uma ou mais alfa-olefinas C3 a C10 a uma temperatura de 60°C a 95 °C e a uma pressão de 0,15 MPa a 3 MPa, em que a polimerização é executada em um reator de polimerização cilíndrico que tem uma parede de reator de cilíndrico, uma cabeça de reator de fundo e uma cabeça de reator de topo, em que o reator tem um diâmetro interno D e é equipado com um agitador para misturar os conteúdos do reator e induzir um fluxo da pasta aquosa, em que alimenta-se o reator com o etileno por um sistema de injeção de etileno que compreende um ou mais bocais de injeção que se projetam através da cabeça de reator de fundo ou através da parede de reator e se estendem de 0,02 vez a 0,5 vez o diâmetro interno D no reator e em que o etileno sai do bocal de injeção com uma velocidade de saída de 10 m/s a 200 m/s.
[009] Em algumas modalidades, os bocais de injeção que se projetam da cabeça de reator de fundo ou através da parede de reator têm uma direção para o reator, uma saída de etileno inclinada com uma ponta de saída e uma base de saída, e um ângulo entre a direção do bocal de injeção e a linha que conecta a ponta de saída e a base externa de 20° a 80° e a inclinação da saída de etileno é orientada de modo, em relação ao fluxo da pasta aquosa, que a ponta de saída esteja em uma posição a montante e a base de saída esteja em uma posição a jusante em relação ao fluxo da pasta aquosa.
[0010] Em algumas modalidades, o agitador compreende um motor, um eixo giratório vertical, que está centralmente localizado no reator, e um ou mais estágios de pás de agitador fixadas ao eixo giratório; e em que o agitador induz principalmente um fluxo vertical da pasta aquosa em um corte transversal circular ao redor do eixo de agitador.
[0011] Em algumas modalidades, o fluxo vertical da pasta aquosa no corte transversal circular é um fluxo para baixo.
[0012] Em algumas modalidades, o um ou mais bocais de injeção se projetam através da cabeça de reator de fundo e se estendem verticalmente de 0,04 vez a 0,2 vez o diâmetro interno D no reator e a distância horizontal do centro do reator até a saída dos bocais de injeção é de 0,1 vez a 0,45 vez o diâmetro interno D.
[0013] Em algumas modalidades, o sistema de injeção de etileno compreende pelo menos dois bocais de injeção e todos os bocais de injeção são dispostos em uma linha circular ao redor do centro de reator.
[0014] Em algumas modalidades, os bocais de injeção são uniformemente distribuídos sobre a linha circular.
[0015] Em algumas modalidades, o um ou mais bocais de injeção se projetam através da parede de reator de cilíndrico em um ponto de passagem de parede posicionado nos dois terços inferiores ido reator e se estendem de 0,02 vez a 0,48 vez o diâmetro interno D no reator.
[0016] Em algumas modalidades, os bocais de injeção são inclinados para baixo.
[0017] Em algumas modalidades, o ângulo horizontal entre a direção do bocal de injeção e o plano horizontal é de 5° a 60°.
[0018] Em algumas modalidades, o fluxo da pasta aquosa no reator de polimerização tem um componente circular e os bocais de injeção são inclinados na direção a jusante do fluxo circular.
[0019] Em algumas modalidades, o ângulo radial entre a direção do bocal de injeção e uma linha que percorre do ponto de passagem de parede para o centro do reator é de 5° a 60°.
[0020] Em algumas modalidades, as saídas dos bocais de injeção estão localizadas em uma posição abaixo do agitador.
[0021] Em algumas modalidades, os pontos de passagem de parede são dispostos na mesma altura do reator e uniformemente distribuídos ao redor do reator.
[0022] Em algumas modalidades, o reator é um de um sistema de polimerização de múltiplos reatores.
Breve descrição dos desenhos
[0023] Para auxiliar os indivíduos versados na técnica relevante na fabricação e no uso da matéria do presente documento, faz-se referência aos desenhos anexos, em que:
[0024] A Figura 1 mostra uma vista lateral de um bocal de injeção de alimentação de etileno.
[0025] A Figura 2 mostra uma vista lateral de um reator de polimerização de pasta aquosa de etileno com um sistema de injeção de etileno de alimentação de fundo.
[0026] A Figura 3 mostra uma vista de topo de um reator de polimerização de pasta aquosa de etileno com um sistema de injeção de etileno de alimentação de fundo.
[0027] A Figura 4 mostra uma vista lateral de um reator de polimerização de pasta aquosa de etileno com um sistema de injeção de etileno de alimentação lateral.
[0028] A Figura 5 mostra uma vista de topo de um reator de polimerização de pasta aquosa de etileno com um sistema de injeção de etileno de alimentação lateral.
Descrição detalhada da invenção Processo de Produção de pasta aquosa de polietileno
[0029] O processo da presente revelação para produzir polietileno inclui a polimerização de pasta aquosa de etileno e, opcionalmente, uma ou mais alfa-olefinas C3 a C10 como comonômeros na presença de um catalisador de polimerização de etileno, um diluente, como hexano ou isobutano e, opcionalmente, hidrogênio. A polimerização procede em uma suspensão de polietileno particulado em um meio de suspensão que compreende o diluente, o etileno não reagido e, opcionalmente, um ou mais comonômeros. Polímeros de polietileno obtidos por meio do processo descrito na presente revelação podem ser homopolímeros ou copolímeros de etileno de etileno contendo até 40% em peso, com mais preferência, de 0,1 a 10% em peso de unidades recorrentes derivadas de C3-C10-1-alcenos. De preferência, os comonômeros são escolhidos de propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno ou misturas dos mesmos. A polimerização de pasta aquosa ocorre a temperaturas de reator de 60 °C a 95 °C, de preferência, 65°C a 90 °C e, com mais preferência, de 70 °C a 85 °C, e a pressões de reator de 0,15 MPa a 3 MPa, de preferência, 0,2 MPa a 2 MPa, com mais preferência, de 0,25 MPa a 1,5 MPa.
[0030] De preferência, os polímeros de polietileno produzidos pelo processo de polimerização são resinas de polietileno de alta densidade que têm, de preferência, uma densidade na faixa de 0,935 g/cm3 a 0,970 g/cm3. Com mais preferência, a densidade na faixa de 0,940 g/cm3 a 0,970 g/cm3. Com maior preferência, a densidade na faixa de 0,945 g/cm3 a 0,965 g/cm3. A densidade é medida de acordo com DIN EN ISO 1183-1:2004, Método A (Imersão) com placas moldadas por compactação de 2 mm de espessura que foram preparadas com um histórico térmico definido: prensadas a 180 °C, 20 MPa por 8 min com cristalização subsequente em água fervente por 30 min.
[0031] De preferência, os polímeros de polietileno produzidos pelo processo de polimerização têm um índice de fundição (MI21.6) de 1 dg/min a 300 dg/min, com mais preferência, de 1,5 dg/min a 50 dg/min e, com maior preferência, de 2 dg/min a 35 dg/min. O MI21.6 é medido de acordo com DIN EN ISO 1133:2005, condição G a uma temperatura de 190 °C sob uma carga de 21,6 kg.
Catalisador
[0032] A polimerização pode ser executada com o uso de todos os catalisadores de polimerização de etileno habituais, por exemplo, a polimerização pode ser executada com o uso de catalisadores da Phillips à base de óxido de cromo, com o uso de catalisadores tipo Ziegler à base de titânio, isto é, catalisadores Ziegler ou catalisadores Ziegler-Natta, ou com o uso de catalisadores de sítio único. Para os propósitos da presente revelação, catalisadores de sítio único são catalisadores à base de compostos de coordenação de metal de transição quimicamente uniformes. Os catalisadores de sítio único particularmente adequados são aqueles que compreendem ligantes orgânicos sigma ou pi-ligados volumosos, por exemplo, catalisadores à base de complexos de mono-Cp, catalisadores à base de complexos de bis-Cp, que são comumente designados como catalisadores de metaloceno, ou catalisadores à base de complexos de metais de transição tardia, em particular, complexos de ferro-bisimina. Ademais, também é possível usar misturas de dois ou mais desses catalisadores para a polimerização de olefinas. Tais catalisadores misturados são designados como catalisadores híbridos. A preparação e o uso desses catalisadores para polimerização de olefina são geralmente conhecidos.
[0033] Catalisadores preferenciais são do tipo Ziegler, preferen cialmente que compreendem um composto de titânio ou vanádio, um composto de magnésio e, opcionalmente, um óxido inorgânico particulado como suporte.
[0034] Os compostos de titânio são, de preferência, selecionados dos haletos ou alcóxidos de titânio trivalente ou tetravalente, com compostos de halogênio de alcóxi titânio ou misturas de vários compostos de titânio. Exemplos de compostos de titânio adequados são TiBr3, TiBr4, TiCl3, TiCl4, Ti(OCH3)Cl3, Ti(OC2H5)Cl3, Ti(O-i-C3H7)Cl3, Ti(O-n-C4H9)Cl3, Ti(OC2H5)Br3, Ti(O-n-C4H9)Br3, Ti(OCH3)2Cl2, Ti(OC2H5)2Cl2, Ti(O-n-C4H9)2Cl2, Ti(OC2H5)2Br2, Ti(OCH3)3Cl, Ti(OC2H5)3Cl, Ti(O-n-C4H9)3Cl, Ti(OC2H5)3Br, Ti(OCH3)4, Ti(OC2H5)4 ou Ti(O-n-C4H9)4. Dá-se preferência ao uso de compostos de titânio que compreendem cloro como o halogênio. Da mesma forma, dá-se preferência a haletos de titânio que compreendem apenas halogênio além de titânio e, dentre esses, especialmente cloretos de titânio cloretos e, em particular, tetracloreto de titânio. Dentre os compostos de vanádio, são preferenciais os haletos de vanádio, os oxi-haletos de vanádio, os alcóxidos de vanádio e os acetilacetonatos de vanádio. Dá- se preferência a compostos de vanádio nos estados 3 a 5 de oxidação.
[0035] Na produção do componente sólido, preferencialmente pelo menos um composto de magnésio é usado. Compostos adequados desse tipo são compostos de magnésio que compreendem halogênio como haletos de magnésio e, em particular, os cloretos ou brometos, e compostos de magnésio a partir dos quais os haletos de magnésio podem ser obtidos de maneira habitual, por exemplo, por meio da reação com agentes de halogenação. De preferência, os halogênios são cloro, bromo, iodo ou flúor ou misturas de dois ou mais dos halogênios. Com mais preferência, os halogênios são cloro ou bromo. Com a maior preferência, os halogênios são cloro.
[0036] Compostos de magnésio contendo halogênio possíveis são cloretos de magnésio ou brometos de magnésio. Compostos de magnésio a partir dos quais os haletos podem ser obtidos são, por exemplo, alquilas de magnésio, arilas de magnésio, compostos de alcóxi magnésio ou compostos de arilóxi magnésio ou compostos de Grignard. Agentes de halogenação adequados são, por exemplo, halogênios, haletos de hidrogênio, SiCl4 ou CCl4. De preferência, cloreto de hidrogênio ou cloro é o agente de halogenação.
[0037] Exemplos de compostos livres de halogênio adequados de magnésio são dietilmagnésio, di-n-propilmagnésio, diisopropilmagnésio, di-n-butilmagnésio, disec-butilmagnésio, di-terc- butilmagnésio, diamilmagnésio, n-butiletilmagnésio, n-butil-sec- butilmagnésio, n-butilooctilmagnésio, difenilmagnésio, dietoximagnésio, di-n-propiloximagnésio, diisopropiloximagnésio, dinbutiloximagnésio, di- sec-butiloximagnésio, di-terc-butiloximagnésio, diamiloximagnésio, n- butiloxietoximagnésio, n-butiloxi-sec-butiloximagnésio, nbutiloxiooctiloximagnésio e difenoximagnésio. Dentre esses, dá-se preferência ao uso de n-butiletilmagnésio ou n-butilooctilmagnésio.
[0038] Exemplos de compostos de Grignard são cloreto de metilmagnésio, cloreto de etilmagnésio, brometo de etilmagnésio, iodeto de etilmagnésio, cloreto de n-propilmagnésio, brometo de npropilmagnésio, cloreto de n-butilmagnésio, brometo de n- butilmagnésio, cloreto de secbutilmagnésio, brometo de sec- butilmagnésio, cloreto de terc-butilmagnésio, brometo de terc- butilmagnésio, cloreto de hexilmagnésio, cloreto de ooctilmagnésio, cloreto de amilmagnésio, cloreto de isoamilmagnésio, cloreto de fenilmagnésio e brometo de fenilmagnésio.
[0039] Como compostos de magnésio para produzir os sólidos particulados, dá-se preferência ao uso, além de dicloreto de magnésio ou de dibrometo de magnésio, dos compostos de di(C1-C10-alquil)- magnésio. De preferência, o catalisador tipo Ziegler compreende um metal de transição selecionado de titânio, zircônio, vanádio e cromo.
[0040] O catalisador tipo Ziegler é, de preferência, adicionado ao reator de pasta aquosa por meio da mistura, em primeiro lugar, do catalisador com o diluente usado, como hexano, em um tanque de mistura para formar uma pasta aquosa adequada para bombeamento. De preferência, uma bomba de deslocamento positivo, como uma bomba de membrana é usada para transferir a pasta aquosa de catalisador para o reator de polimerização de pasta aquosa.
[0041] Catalisadores do tipo Ziegler são comumente usados para a polimerização na presença de um cocatalisador. Consequentemente, a polimerização de pasta aquosa da presente revelação é, de preferência, executada na presença de um cocatalisador. Cocatalisadores preferenciais são compostos organometálicos de metais de grupos 1, 2, 12, 13 ou 14 da Tabela Periódica de Elementos, em particular, compostos organometálicos de metais de grupo 13 e, especialmente, compostos de organoalumínio. Os compostos de organoalumínio preferenciais são selecionados de alquil-alumínios. Os alquil-alumínios são, de preferência, selecionados de compostos de trialquilalumínio. Com mais preferência, os alquil-alumínios são selecionados de trimetilalumínio (TMA), trietilalumínio (TEAL), tri-isobutilalumínio (TIBAL) ou tri-n-hexilalumínio (TNHAL). Com a maior preferência, o alquil-alumínio é TEAL. O(s) cocatalisador(s) é, de preferência, miscível com o diluente e, dessa forma, está compreendido no meio de suspensão.
[0042] O cocatalisador pode ser adicionado ao reator de pasta aquosa como tal. De preferência, o cocatalisador é adicionado por meio, em primeiro lugar, da mistura dos cocatalisador com o diluente usado, como hexano ou isobutano, em um tanque de mistura. De preferência, uma bomba de deslocamento positivo, como uma bomba de membrana é usada para transferir o cocatalisador para o reator de polimerização de pasta aquosa.
[0043] O processo da presente revelação é executado em pelo menos um reator de polimerização. O mesmo pode incluir uma polimerização em um reator de polimerização independente ou pode incluir uma polimerização em um reator de polimerização de um sistema de múltiplos reatores. Tais sistemas de múltiplos reatores podem ser operados em paralelo ou em série. É possível operar dois, três ou mais reatores de polimerização em paralelo. De preferência, os reatores de polimerização do sistema de múltiplos reatores são operados em série; isto é, os reatores são dispostos em cascata. De preferência, tal série inclui dois ou três reatores que operam em série, com mais preferência, três reatores que operam em série.
[0044] O processo da presente revelação é executado em um reator de polimerização cilíndrico que compreende uma parede de reator de cilíndrico, uma cabeça de reator de fundo conectada à parede de reator de cilíndrico em uma tangente de fundo e uma cabeça de reator de topo conectada à parede de reator de cilíndrico em uma tangente de topo. O reator de polimerização cilíndrico tem um diâmetro interno D que corresponde ao diâmetro interno da parede de reator de cilíndrico e um altura H que é a distância da tangente de fundo até a tangente de topo medida ao longo do eixo geométrico central do reator de polimerização cilíndrico. O reator tem, de preferência, uma razão entre altura e diâmetro (H/D) de 1,5 a 4 e, com mais preferência, uma razão entre altura e diâmetro (H/D) de 2,5 a 3,5.
[0045] O reator é equipado com um agitador para misturar os conteúdos do reator e para induzir um fluxo da pasta aquosa. Em uma modalidade preferencial da presente revelação, o agitador é disposto centralmente no reator e, de preferência, compreende um motor situado na cabeça de reator de topo, um eixo giratório que se estende ao longo do eixo geométrico central do reator e um ou mais estágios de pás de agitador. De preferência, existem 2 a 6 estágios de pás de agitador fixadas ao eixo giratório. Com mais preferência, existem 4 ou 5 estágios de pás de agitador. Um estágio de pás de agitador com-preende, em geral, diversas pás de agitador. Estágios preferenciais de pás de agitador compreendem 2 a 4 pás.
[0046] Na modalidade preferencial, o motor gira o eixo de agitador e as pás de agitador fixadas. A rotação das pás induz principalmente um fluxo vertical da pasta aquosa em um corte transversal circular ao redor do eixo de agitador. Esse fluxo vertical da pasta aquosa é, de preferência, um fluxo para baixo. Na cabeça de fundo, esse fluxo muda de direção e flui, em primeiro lugar, para fora na direção da parede de reator e, então, de volta para cima até o topo, muda de direção novamente e, então, de volta para o centro do reator de polimerização. A rotação do agitador também resulta em um padrão de fluxo secundário de pasta aquosa no reator. Esse fluxo secundário é um fluxo circular na direção de rotação do agitador. Para controlar esse fluxo circular, o reator de polimerização é geralmente equipado com um ou mais defletores.
[0047] De acordo com o processo da presente revelação, alimenta- se o reator com o etileno de polimerização por um sistema de injeção de etileno que compreende um ou mais bocais de injeção que se projetam através da cabeça de reator de fundo ou através da parede de reator e se estendem de 0,02 vez a 0,5 vez o diâmetro interno D no reator. O comprimento no qual os bocais de injeção se estendem no reator deve ser entendido como a distância do ponto em que a linha central de bocal de injeção sai do bocal de injeção em sua saída de etileno até o ponto em que a linha central de bocal de injeção passa pela superfície interna da parede de reator ou pela superfície interna da cabeça de reator de fundo.
[0048] O etileno é fornecido para os bocais de injeção da parte externa do reator, passa pela parede de reator nos pontos de passagem de parede dos bocais de injeção e sai dos bocais de injeção através das saídas dos bocais de injeção dispostos nos reatores de polimerização. De preferência, os bocais de injeção são canos retos de um diâmetro interno DN com uma certa direção para o reator. Essa direção dos bocais de injeção corresponde à direção das linhas centrais de bocal de injeção. De acordo com a presente revelação, alimenta-se o reator com o etileno com uma velocidade de saída de etileno de 10m/s a 200 m/s, de preferência, de 25 m/s a 150 m/s. A velocidade de saída de etileno é alcançada mediante a designação de um diâmetro DN do um ou mais bocais de injeção de maneira apropriada de modo que a taxa de fluxo alvo para a polimerização de pasta aquosa resulte na velocidade de saída de etileno desejada. A velocidade de saída relativamente alta fornece alta velocidade de diferencial em relação aos conteúdos de reator de circulação, e maior turbulência, que fornece mistura aprimorada.
[0049] Em uma modalidade preferencial da presente revelação, a extremidade do bocal de injeção disposto no reator de polimerização; isso significa que a saída de etileno do bocal de injeção é inclinada e tem, consequentemente, uma ponta de saída e uma base de saída. A inclinação é, de preferência, de modo que o ângulo entre a direção do bocal de injeção e a linha que conecta a ponta de saída e a base de saída, isto é, o ângulo entre a linha central de bocal de injeção e a linha que conecta a ponta de saída e a base de saída, seja de 20° a 80°, com mais preferência, de 30° a 60°. A inclinação da saída de etileno é, de preferência, orientada de modo que, em relação ao fluxo da pasta aquosa, a ponta de saída esteja em uma posição a montante e a base de saída esteja em uma posição a jusante em relação ao fluxo da pasta aquosa. A orientação do bocal dessa maneira minimiza a migração de pasta aquosa para o bocal, de modo a evitar o acúmulo de sujeira. Para bocais de injeção que têm uma saída de etileno inclinada, o ponto em que a linha central de bocal de injeção sai do bocal de injeção é o ponto em que a linha central encontra com a linha que conecta a ponta de saída e a base de saída.
[0050] Agora, faz-se referência à Figura 1 que ilustra uma modalidade de um bocal de injeção da presente revelação. O bocal de injeção 110 se projeta através da parede de reator 101, que pode ser a parede da cabeça de fundo de reator ou a parede de lado cilíndrico do reator, e tem uma saída 111 que tem uma ponta de saída 112 e uma base de saída 113. O ângulo α é o ângulo entre a linha 114 que conecta a ponta de saída 112 e a base de saída 113 e a linha central 115 do bocal de injeção 110. O ângulo α é, de preferência, de 20 a 80°. A distância 116 é a extensão do bocal de injeção 110 até o reator de polimerização.
[0051] Para o bocal de injeção 110 mostrado na Figura 1, é fornecido o etileno de baixo e sai do bocal de injeção através da saída 111. A pasta aquosa flui na direção 130 que corresponde a um fluxo de um ponto a montante 131 para um ponto a jusante 132. De acordo com a modalidade preferencial mostrada na Figura 1, a inclinação da saída de etileno 111 conforme definido pela linha 114 é orientada de modo que, em relação ao fluxo da pasta aquosa, a ponta de saída 112 esteja em uma posição a montante e a base de saída 113 esteja em uma posição a jusante em relação à direção 130 do fluxo de pasta aquosa.
[0052] Em uma modalidade preferencial da presente revelação, o um ou mais bocais de injeção se projetam através da cabeça de reator de fundo. Nessa modalidade, os bocais de injeção se estendem verticalmente de 0,04 vez a 0,2 vez o diâmetro interno D no reator, com mais preferência, de 0,07 vez a 0,15 vez o diâmetro interno D no reator e a distância horizontal do centro do reator até a saída dos bocais de injeção é de 0,1 vez a 0,45 vez o diâmetro interno D, com mais preferência, de 0,2 vez a 0,4 vez o diâmetro interno D. Consequentemente, as saídas dos bocais de injeção estão situadas abaixo do agitador em posições em que o fluxo para baixo da pasta aquosa induzido pelo agitador tenha mudado de direção e flua principalmente na direção da parede de reator. Consequentemente, as saídas de bocais de injeção inclinados são orientadas de modo que as pontas de saída sejam posicionadas na direção do centro de reator e as bases de saída sejam posicionadas na direção das paredes de reator. Quando o sistema de injeção de etileno compreender dois ou mais bocais de injeção, todos os bocais de injeção são, de preferência, dispostos sobre uma linha circular ao redor do centro de reator. É especialmente preferencial que os bocais de injeção sejam uniformemente distribuídos sobre a linha circular e tenham espaçamento uniforme, de modo que, com dois bocais, haja um espaçamento de 180 graus entre os bocais; quando existirem três bocais, existe um espaçamento de 120 graus entre os bocais; e quando existirem quatro bocais, existe um espaçamento de 90 graus entre os bocais.
[0053] Agora é feita referência às Figuras 2 e 3 que ilustram uma modalidade preferencial na qual dois bocais de injeção se projetam através da cabeça de reator de fundo.
[0054] O reator 100 mostrado na Figura 2 inclui uma parede de reator de cilíndrico 102 que se estende de uma tangente de fundo 103 para uma tangente de topo 104; uma cabeça de reator de fundo 105 conectada à parede de reator de cilíndrico 102 na tangente de fundo 103; uma cabeça de reator de topo 106 conectada à parede de reator de cilíndrico 104 na tangente de topo 104; e um agitador 120 para misturar os conteúdos do reator 100. O agitador 120 tem um motor 121, um eixo giratório 122 que está centralmente situado no reator 100, estendendo-se ao longo do eixo geométrico central do reator e é acionado pelo motor 121 em uma direção de rotação 123, e três estágios de pás de agitador 124 fixadas ao eixo giratório 122. O reator tem uma altura, H, medida ao longo de seu eixo geométrico central da tangente de fundo 103 até a tangente de topo 104, e um diâmetro interno D.
[0055] As pás de agitador estágios 124 conduzem os conteúdos do reator 100 em um padrão de fluxo primário 133 com um vetor de fluxo 133a inicialmente orientado para baixo ao longo do eixo geométrico central do reator 100 até a cabeça de fundo 105, onde muda de direção e flui, em primeiro lugar, para fora na direção da parede de reator 102 e, então, d volta para cima para cabeça de topo 106, muda de direção novamente e, então, de volta para o(s) propulsor(es) 103. A rotação das pás de estágios 124 também resulta em um padrão de fluxo secundário 134 no reator. O fluxo secundário 134 é um movimento circular na direção de rotação 123 do eixo giratório 122.
[0056] O reator 100 também contém um sistema de injeção de etileno para alimentar etileno para o reator 100. A modalidade mostrada na Figura 2 tem dois bocais de injeção 110 que se projetam para dentro através da cabeça de reator de fundo 105. Os bocais de injeção 110 têm saídas de etileno inclinadas 111 que são orientadas de modo que as pontas de saída sejam posicionadas na direção do centro de reator e as bases de saída sejam posicionadas na direção da parede de reator. O diâmetro dos bocais de injeção 110 é adaptada para manter uma velocidade de saída de etileno de 10 m/s a 200 m/s.
[0057] A Figura 3 é uma vista de topo de reator 100 mostrado na Figura 2. O estágio de agitador mostrado 124 tem quatro pás de agitador fixadas ao eixo giratório 122. A rotação das pás de agitador de estágios 124 define um corte transversal circular 125. As duas saídas de etileno 111 dos dois bocais de injeção usados na modalidade mostrada na Figura 3 têm a mesma distância do centro do reator e, dessa forma, também do eixo giratório 122 e são, consequentemente, posi-cionadas no círculo 117.
[0058] Em outra modalidade preferencial da presente revelação, o um ou mais bocais de injeção se projetam através da parede de reator de cilíndrico. Nessa modalidade, os bocais de injeção se estendem de 0,02 vez a 0,48 vez o diâmetro interno D no reator, com mais preferência, de 0,1 vez a 0,4 vez o diâmetro interno D no reator, e os bocais de injeção se projetam através da parede em um ponto de passagem de parede posicionado nos dois terços inferiores do reator; isto é, um ponto com uma distância inferior a H*2/3 da tangente de fundo que conecta a parede de reator de cilíndrico e a tangente de fundo. Com mais preferência, o ponto de passagem de parede, no qual os bocais de injeção se projetam através da parede de reator de cilíndrico, é posicionado em um ponto na metade inferior do reator, isto é, em um ponto com uma distância inferior a H/2 da tangente de fundo e, com maior preferência, o ponto de passagem de parede é posicionado na terça parte inferior do reator, isto é, um ponto com uma distância inferior a H/3 da tangente de fundo.
[0059] Os bocais de injeção que se projetam através da parede de reator de cilíndrico podem se inclinar para baixo. Para inclinar bocais de injeção, o ângulo horizontal entre a direção do bocal de injeção e o plano horizontal, isto é, o ângulo entre a linha central do bocal de injeção e o plano horizontal é, de preferência, de 5° a 60°, com mais preferência, de 7,5° a 45° e, especialmente preferencial, de 10° a 30°. Os bocais de injeção que se projetam através da parede de reator de cilíndrico também podem ter um desvio radial; o que significa que a linha central dos bocais de injeção não atravessa o centro de reator. Esse desvio é, de preferência, direção a jusante do fluxo circular da pasta aquosa que é normalmente induzido como padrão de fluxo secundário pela rotação do agitador. Bocais de injeção não direcionados para o centro de reator têm, de preferência, um ângulo radial entre a direção do bocal de injeção, isto é, a linha central do bocal de injeção, e uma linha que percorre do ponto de passagem de parede até o centro do reator de 5° a 60°, com mais preferência, de 7,5° a 45° e, especialmente preferencial, de 10° a 30°. As saídas dos bocais de injeção são, de preferência, dispostas a uma altura que difere da altura de um estágio de pás de agitador fixadas ao eixo de agitador. De preferência, as saídas dos bocais de injeção são dispostas abaixo pelo menos um estágio de pás de agitador. Com a maior preferência, as saídas dos bocais de injeção estão situadas em uma posição abaixo do agitador, isto é, abaixo de todos os estágios de pás de agitador. Consequentemente, as saídas dos bocais de injeção estão, de preferência, situadas em posições em que o padrão de fluxo primário é um fluxo para baixo da pasta aquosa com um fluxo circular menor adicional. Consequentemente, as saídas de bocais de injeção inclinados são, de preferência, dispostas de modo que a ponta de saída esteja em uma posição a montante em relação ao padrão de fluxo primário.
[0060] Os bocais de injeção que se projetam através da parede de reator de cilíndrico são, de preferência, posicionados de modo que todos os pontos de passagem de parede sejam dispostos na mesma altura do reator. É especialmente preferencial que os bocais de injeção sejam uniformemente distribuídos ao redor do reator e tenham espaçamento uniforme, de modo que, com dois bocais, haja um espaçamento de 180 graus entre os bocais; quando existirem três bocais, existe um espaçamento de 120 graus entre os bocais; e quando existirem quatro bocais, existe um espaçamento de 90 graus entre os bocais. Orientar os bocais dessa forma evita que sólidos entrem nos bocais se sólidos se assentarem no reator, bem como maximiza o número de bocais que podem ser instalados em relação a uma instalação no fundo do reator. Um número maior de bocais fornece mistura e distribuição mais aprimoradas do etileno.
[0061] Agora é feita referência às Figuras 4 e 5 que ilustram uma modalidade preferencial na qual dois bocais de injeção se projetam através da parede de reator cilíndrico. O reator mostrado nas Figuras 4 e 5 é idêntico àquele mostrado nas Figuras 2 e 3 e agitado da mesma maneira.
[0062] O sistema de injeção de etileno para alimentar etileno para o reator 100 mostrado na Figura 4 tem dois bocais de injeção 110 que se projetam para dentro através da parede de reator de cilíndrico 102 em pontos de passagem de parede 118 posicionados na mesma altura na terça parte inferior do reator. Os bocais de injeção 110 podem se inclinar para baixo com um ângulo horizontal β entre as linhas centrais 115 e o plano horizontal 135. Quando os bocais de injeção 110 se inclinarem para baixo, o ângulo β é, de preferência, de 5 a 60°. As saídas de etileno 111 dos bocais de injeção 110 estão situadas em uma posição abaixo do agitador 120, isto é, abaixo de todos os estágios de pás de agitador 124. As distâncias 119 são as distâncias horizontais das saídas dos bocais de injeção até o centro do reator. Os bocais de injeção 110 têm saídas de etileno inclinadas 111 que são orientadas de modo que as pontas de saída sejam posicionadas em uma posição para cima que corresponde ao fluxo principalmente para baixo no corte transversal circular definido pela rotação das pás de agitador. O diâmetro dos bocais de injeção 110 é adaptada para manter uma velocidade de saída de etileno de 10 m/s a 200 m/s.
[0063] A Figura 5 é uma vista de topo de reator 100 mostrado na Figura 4. Os dois bocais de injeção 110 podem ter um desvio tangencial na direção a jusante do fluxo circular da pasta aquosa 134, em que o desvio tem um ângulo radial Y entre as linhas centrais 115 do bocal de injeção 110 e uma linha 136 que percorre do ponto de passagem de parede 118 até o centro do reator, de, até o eixo giratório 122. Quando os bocais de injeção 110 tiver um desvio tangencial, o ângulo y é, de preferência, de 5 a 60°.
[0064] Outros recursos, vantagens e modalidades da matéria revelada no presente documento ficarão evidentes para aqueles que exercitam a técnica após ler a revelação supracitada. Nesse aspecto, embora modalidades específicas da presente matéria tenham sido descritas em detalhes consideráveis, variações e modificações dessas modalidades podem ser efetuadas sem que se afaste do espírito e do escopo da presente matéria conforme descrito e reivindicado.

Claims (13)

1. Processo para a preparação de polietileno, caracterizado pelo fato de compreender polimerização, em uma pasta aquosa, etileno e, opcionalmente, uma ou mais alfa-olefinas C3 a C10 a uma temperatura de 60°C a 95°C e a uma pressão de 0,15 MPa a 3 MPa, em que a polimerização é executada em um reator de polimerização cilíndrico que tem uma parede de reator cilíndrico, uma cabeça de reator de fundo e uma cabeça de reator de topo, em que o reator tem um diâmetro interno D e é equipado com um agitador para misturar os conteúdos do reator e induzir um fluxo da pasta aquosa, em que o etileno é alimentado ao reator por um sistema de injeção de etileno que compreende um ou mais bocais de injeção que se projetam através da cabeça de reator de fundo e se estendem de 0,02 vez a 0,5 vez o diâmetro interno D no reator ou se projetam através da parede de reator cilíndrico em um ponto de passagem de parede posicionado nos dois terços inferiores do reator e se estendem de 0,02 vez a 0,48 vez o diâmetro interno D no reator, em que as saídas dos bocais de injeção estão localizadas em uma posição abaixo do agitador, e em que o etileno sai do bocal de injeção com uma velocidade de saída de 10 m/s a 200 m/s.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os bocais de injeção que se projetam através da cabeça de reator de fundo ou através da parede de reator têm uma direção para o reator, uma saída de etileno inclinada com uma ponta de saída e uma base de saída, e um ângulo entre a direção do bocal de injeção e a linha que conecta a ponta de saída e a base externa de 20° a 80° e a inclinação da saída de etileno é orientada de modo, em relação ao fluxo da pasta aquosa, que a ponta de saída esteja em uma posição a montante e a base de saída esteja em uma posição a jusante em relação ao fluxo da pasta aquosa.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o agitador compreende um motor, um eixo giratório vertical, que está centralmente localizado no reator, e um ou mais estágios de pás de agitador fixadas ao eixo giratório; e em que o agitador induz principalmente um fluxo vertical da pasta aquosa em um corte transversal circular ao redor do eixo de agitador.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o fluxo vertical da pasta aquosa no corte transversal circular é um fluxo para baixo.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o um ou mais bocais de injeção se projetam através da cabeça de reator de fundo e se estendem verticalmente de 0,04 vez a 0,2 vez o diâmetro interno D no reator e a distância horizontal do centro do reator até a saída dos bocais de injeção é de 0,1 vez a 0,45 vez o diâmetro interno D.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o sistema de injeção de etileno compreende pelo menos dois bocais de injeção e todos os bocais de injeção são dispostos sobre uma linha circular ao redor do centro de reator.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os bocais de injeção são uniformemente distribuídos sobre a linha circular.
8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os um ou mais bocais de injeção se projetam através da parede de reator cilíndrico e os bocais de injeção são inclinados para baixo.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ângulo horizontal entre a direção do bocal de injeção e o plano horizontal é de 5° a 60°.
10. Processo de acordo com a reivindicação 1, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que os um ou mais bocais de injeção se projetam através da parede de reator cilíndrico e o fluxo da pasta aquosa no reator de polimerização tem um componente circular e os bocais de injeção são inclinados na direção a jusante do fluxo circular.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o ângulo radial entre a direção do bocal de injeção e uma linha que percorre do ponto de passagem de parede até o centro do reator é de 5° a 60°.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 8 a 11, caracterizado pelo fato de que os um ou mais bocais de injeção se projetam através da parede de reator cilíndrico e os pontos de passagem de parede são dispostos na mesma altura do reator e uniformemente distribuídos ao redor do reator.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o reator é um de um sistema de polimerização de múltiplos reatores.
BR112017001502-1A 2014-08-07 2015-08-06 Processo para a preparação de polietileno BR112017001502B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14180180 2014-08-07
EP14180180.3 2014-08-07
PCT/EP2015/068171 WO2016020482A1 (en) 2014-08-07 2015-08-06 Process for ethylene polymerization with improved ethylene feed system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112017001502A2 BR112017001502A2 (pt) 2017-12-05
BR112017001502B1 true BR112017001502B1 (pt) 2021-12-28

Family

ID=51298584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112017001502-1A BR112017001502B1 (pt) 2014-08-07 2015-08-06 Processo para a preparação de polietileno

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9738735B1 (pt)
EP (1) EP3177652B1 (pt)
JP (1) JP6297205B2 (pt)
KR (1) KR101769311B1 (pt)
CN (1) CN106573208B (pt)
BR (1) BR112017001502B1 (pt)
RU (1) RU2658836C1 (pt)
SA (1) SA517380816B1 (pt)
WO (1) WO2016020482A1 (pt)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256402B1 (ko) * 2018-10-15 2021-05-25 한화솔루션 주식회사 회분식 반응기
KR20200078221A (ko) * 2018-12-21 2020-07-01 한화솔루션 주식회사 회분식 반응기
CN111659322A (zh) * 2019-03-06 2020-09-15 浙江佳汇新材料有限公司 一种制备1,1,1,3-四氯丙烷的装置及工艺
CN110527008B (zh) * 2019-08-12 2020-10-30 浙江大学 一种利用微气泡制备乙烯聚合物的方法
US11833479B2 (en) * 2020-03-26 2023-12-05 Chevron Phillips Chemical Company Lp Catalyst slurry mixing process and system
EP3974052A1 (en) * 2020-09-23 2022-03-30 Basell Polyolefine GmbH Vessel system
CN116568389A (zh) * 2020-12-09 2023-08-08 巴塞尔聚烯烃股份有限公司 用于气相烯烃聚合的反应器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9524038D0 (en) 1995-11-23 1996-01-24 Bp Chem Int Ltd Nozzle
TW526209B (en) 1999-10-21 2003-04-01 Asahi Chemical Ind Method for producing an olefin homopolymer or an olefin copolymer
AU2002217907B2 (en) * 2000-12-04 2005-11-10 Univation Technologies, Llc Polimerization process
JP4307705B2 (ja) * 2000-12-19 2009-08-05 三井化学株式会社 重合装置および重合装置における原料ガスの供給方法
DE102004006817A1 (de) 2004-02-11 2005-09-01 Basell Polyolefine Gmbh Verfahren zum Herstellen von Polyolefinen in Suspension
EP1577003A1 (en) * 2004-03-15 2005-09-21 Borealis Technology Oy Method and apparatus for producing polymers
KR100646249B1 (ko) * 2004-04-08 2006-11-23 주식회사 엘지화학 혼성 담지 메탈로센 촉매를 이용한 가공성 및 내압 특성이뛰어난 급수관 파이프용 폴리에틸렌 및 그의 제조방법
US7781547B2 (en) * 2004-06-25 2010-08-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Reactor systems for use in polymerization processes
JP5308797B2 (ja) * 2007-12-11 2013-10-09 住友化学株式会社 オレフィン重合反応装置、ポリオレフィン製造システム、及び、ポリオレフィン製造方法
JP5545800B2 (ja) * 2009-06-08 2014-07-09 住友化学株式会社 噴流−流動層型オレフィン重合反応装置、ポリオレフィン製造システム、及び、ポリオレフィン製造方法
KR20130000377A (ko) * 2010-01-14 2013-01-02 리스트 홀딩 아게 진공탈휘발화기
RU2490281C2 (ru) 2010-04-30 2013-08-20 Дэлим Индастриал Ко, Лтд. Газофазная полимеризация альфа-олефина
CN102336849B (zh) * 2011-07-05 2013-03-20 中国石油化工股份有限公司 一种烯烃聚合反应器

Also Published As

Publication number Publication date
SA517380816B1 (ar) 2020-04-01
BR112017001502A2 (pt) 2017-12-05
WO2016020482A1 (en) 2016-02-11
JP2017521541A (ja) 2017-08-03
EP3177652B1 (en) 2017-12-20
EP3177652A1 (en) 2017-06-14
KR20170029629A (ko) 2017-03-15
KR101769311B1 (ko) 2017-08-18
US20170233505A1 (en) 2017-08-17
CN106573208A (zh) 2017-04-19
US9738735B1 (en) 2017-08-22
JP6297205B2 (ja) 2018-03-20
RU2658836C1 (ru) 2018-06-25
CN106573208B (zh) 2017-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112017001502B1 (pt) Processo para a preparação de polietileno
EP3161016B1 (en) Ethylene polymerization process having improved heat exchanger performance
KR101770086B1 (ko) 개선된 슬러리 펌프 성능을 갖는 에틸렌 중합 방법
JP6762343B2 (ja) エチレン重合工程を制御する方法
BR112017018429B1 (pt) Processo de polimerização na presença de agente antiestático
BR112016023857B1 (pt) Processo de polimerização em lama para preparação de polietileno
BR112019008857B1 (pt) Processo de polimerização de olefina em um reator de fase gasosa que compreende uma unidade de tubo ascendente e um tubo descendente
CN103052442A (zh) 用于环流反应器的泵

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 06/08/2015, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.