BR112017026811B1

BR112017026811B1 - Usina para polimerização e processos para a preparação de um polímero e de um produto a jusante

Info

Publication number: BR112017026811B1
Application number: BR112017026811-6A
Authority: BR
Inventors: Christoph Wolf; Andre-Armand Finette; Andrei Gonioukh; Dieter Littmann; Thomas Herrmann; Georg Groos
Original assignee: Basell Polyolefine Gmbh
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2022-04-26
Also published as: CN107750187B; CN107750187A; RU2659395C1; RU2659395C9; EP3307793A1; KR101884587B1; US20180171044A1; BR112017026811A2; WO2016202766A1; US10308738B2; KR20180006459A; EP3307793B1

Abstract

USINA DE POLIMERIZAÇÃO QUE TEM CANAIS DE RESFRIAMENTO PARALELOS EM UMA CONEXÃO DE RECICLAGEM. Trata-se de uma usina para polimerização, de preferência, de etileno, que tem uma conexão de reciclagem com dois ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo, um processo para polimerização e processos a jusante, e em que uma usina para polimerização compreende os seguintes componentes da usina em comunicação fluida: a) Um reator com um lado de entrada e um lado de saída; b) Uma conexão de reciclagem posicionada em comunicação fluida entre o lado de saída do reator e o lado de entrada do reator; em que a conexão de reciclagem compreende dois ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente revelação refere-se, em geral, a uma usina para polimerização, de preferência, de etileno, que tem uma conexão de reciclagem com dois ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo. A presente revelação se refere a uma usina para polimerização, um processo para polimerização e processos a jusante. Antecedentes

[0002] A polimerização de etileno é um processo extremamente significativo, seja em relação à produção de polietileno quanto à produção de copolímeros de etileno com outros comonômeros. Polietileno ou tais copolímeros são empregados extensivamente em produtos tanto duráveis quanto descartáveis, particularmente na forma de partes plásticas moldadas ou como filmes plásticos. Os filmes plásticos e recipientes moldados são usados ubiquamente como embalagem na indústria de alimentos e outra indústria de varejo. Outros usos para partes plásticas moldadas incluem, mas sem limitação, produtos eletrônicos para consumidor, automóveis, móveis e utensílios domésticos, aplicações na construção e médicas.

[0003] O documento EP 1 589 043 A2 explora o uso de comonômeros e agentes de transferência de cadeia e o efeito dos mesmos em propriedades físicas de um produto polimérico.

[0004] O documento US 2010/087606 Al explora o uso de múltiplos fluxos de alimentação para introduzir monômeros e catalisadores em um reator e o efeito nas propriedades físicas de um produto polimérico.

[0005] O documento US 2004/247493 Al explora o efeito de agentes de transferência de cadeia nas propriedades físicas de um produto de polimerização.

[0006] Dada a enorme significância econômica de reações de polimerização, permanece uma necessidade no estado da técnica por processos e usinas de polimerização aprimorados.

Breve Sumário

[0007] A presente revelação se baseia, em geral, no objetivo de superar pelo menos um dos problemas encontrados no estado da técnica em relação à polimerização de etileno.

[0008] Mais especificamente, a presente revelação é baseia adicionalmente no objetivo de fornecer uma usina aprimorada e/ou um processo aprimorado para a polimerização de etileno.

[0009] Um objetivo da presente revelação é fornecer uma usina e/ou um processo para a polimerização de etileno que permite um ou mais selecionados dentre, de preferência, todos dentre os seguintes: uma eficiência energética aprimorada, uma taxa de saída aprimorada e um requisito reduzido para tempo de paralisação do processo.

[00010] Uma contribuição para obter pelo menos um dos objetivos descritos acima é feita pela matéria da categoria que forma as reivindicações da presente revelação. Uma contribuição adicional é feita pela matéria das reivindicações dependentes da presente revelação que representam modalidades específicas da presente revelação.

Descrição detalhada

[00011] Uma contribuição para obter pelo menos um dos objetivos descritos acima é feita pelas modalidades a seguir da presente revelação:

[00012] |1| Uma usina para polimerização que compreende os seguintes componentes da usina em comunicação fluida:

[00013] a) Um reator com um lado de entrada e um lado de saída;

[00014] b) Uma conexão de reciclagem posicionada em comunicação fluida entre o lado de saída do reator e o lado de entrada do reator; em que a conexão de reciclagem compreende dois ou mais, de preferência, 10 ou mais, com mais preferência, 100 ou mais, com a máxima preferência, 300 ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo. Até tanto quanto cerca de 4.000 canais de resfriamento dispostos em paralelo foram empregados em uma conexão de reciclagem de acordo com a presente revelação.

[00015] |2| A usina, de acordo com a modalidade |1|, em que a conexão de reciclagem compreende um refrigerante combinado que compreende dois ou mais, de preferência, 5 ou mais, com mais preferência, 50 ou mais, com máxima preferência, 200 ou mais, canais de resfriamento. Os refrigerantes combinados com tanto quantos 1.000 canais de resfriamento foram empregados de acordo com a presente revelação.

[00016] |3| A usina, de acordo com a modalidade |1| ou |2|, em que a conexão de reciclagem compreende dois ou mais refrigerantes combinados dispostos em paralelo, sendo que cada um compreende dois ou mais, de preferência, 5 ou mais, com mais preferência, 50 ou mais, com máxima preferência, 200 ou mais, canais de resfriamento.

[00017] |4| A usina, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, em que o reator é um reator tubular. Em um aspecto dessa modalidade, o reator tubular compreende um tubo com um comprimento na faixa de cerca de 1 km a cerca de 10 km, de preferência, na faixa de cerca de 1,5 a cerca de 7 km, com máxima preferência, na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 km. Em um aspecto dessa modalidade, o tubo tem um diâmetro interno na faixa de cerca de 10 a cerca de 200 mm, de preferência, na faixa de cerca de 15 a cerca de 150 mm, com mais preferência, na faixa de cerca de 20 a cerca de 100 mm. É preferencial que o tubo seja construído a partir de várias seções de tubo, de preferência, de cerca de 10 a cerca de 500 seções de tubo e, com mais preferência, de cerca de 50 a cerca de 300 seções de tubo. É ainda mais preferencial empregar seções de tubo que têm comprimento na faixa de cerca de 5 a cerca de 30 m, de preferência, na faixa de cerca de 7 a cerca de 25 m. É, além do mais, preferencial conectar justas as seções de tubo de gás e pressão, em que essa conexão é obtida, de preferência, por meio de flangeamento. De preferência, menos de 10% das seções de tubo são conectados por meio de soldagem. De preferência, as seções de tubo compreendem um tubo interno e uma camisa de líquido refrigerante que circunda pelo menos parcialmente o tubo interno. É preferencial que o tubo interno tenha capacidade de suportar maior pressão do que a camisa de água.

[00018] |5| A usina, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, em que pelo menos um dos canais de resfriamento é disposto verticalmente, de preferência, formando um ângulo com a vertical menor que cerca de 20 °, com mais preferência, menor que cerca de 10 °, com máxima preferência, menor que cerca de 5 °.

[00019] |6| A usina, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, em que pelo menos um dos canais de resfriamento satisfaz um ou mais, de preferência, dois ou todos, dos critérios a seguir:

[00020] a) O comprimento do canal de resfriamento é menor que cerca de 200 m, de preferência, menos que cerca de 50 m, com mais preferência, menor que cerca de 20 m;

[00021] b) O diâmetro de corte transversal do lado de dentro do canal de resfriamento está na faixa de cerca de 5 mm a cerca de 200 mm, de preferência, na faixa de cerca de 7 a cerca de 120 mm, com máxima preferência, na faixa de cerca de 10 a cerca de 80 mm.

[00022] c) O canal de resfriamento é projetado para ser operado com uma queda de pressão entre a entrada e a saída abaixo de cerca de 20 MPa, de preferência, abaixo de cerca de 15 MPa, com mais preferência, abaixo de cerca de 5 MPa. Em alguns casos, a queda de pressão entre a admissão e a emissão é tão baixa quanto cerca de 0,2 MPa.

[00023] |7| Um processo para a preparação de um polímero por meio de polimerização de etileno em uma usina, de acordo com qualquer uma das modalidades |1| a |6|.

[00024] |8| O processo, de acordo com a modalidade |7|, em que o processo é um processo contínuo.

[00025] |9| O processo, de acordo com a modalidade |7| ou |8|, em que a queda de pressão através da conexão de reciclagem é menos que cerca de 20 MPa, de preferência, menos que cerca de 15 MPa, com mais preferência, menos que cerca de 10 MPa.

[00026] |10| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |7| a |9|, em que a velocidade de fluido a ser resfriado que escoa em um ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, durante a operação normal da usina, é menos que cerca de 10 m/s, de preferência, menos que cerca de 5 m/s, com mais preferência, menos que cerca de 3 m/s.

[00027] |10a| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |7| a |10|, em que a velocidade do líquido refrigerante que escoa em um ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, durante a operação normal da usina, está na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 5 m/s, de preferência, na faixa de cerca de 0,3 a cerca de 3 m/s, com mais preferência, na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1 m/s.

[00028] |10b| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |7| a |9|, em que a velocidade de fluido a ser resfriado que escoa em um ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, durante um modo de limpeza ou remoção de cera da usina, é menor que cerca de 0,3 m/s, de preferência, menor que cerca de 0,25 m/s, com mais preferência, menor que cerca de 0,2 m/s.

[00029] |10c| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |7| a |10| ou |10b|, em que a velocidade do líquido refrigerante que escoa em um ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, durante um modo de limpeza ou remoção de cera da usina, é menor que cerca de 0,3 m/s, de preferência, menor que cerca de 0,25 m/s, com mais preferência, menor que cerca de 0,2 m/s.

[00030] |11| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |7| a |10|, em que o etileno é compreendido em um fluido, que compreende a etapa a seguir:

[00031] a) Uma primeira porção do fluido flui através de um subconjunto A, que consiste em um ou mais dos canais de resfriamento, com uma taxa de fluxo de massa α, e uma segunda porção de fluido flui através de um subconjunto B, que consiste em um ou mais dos canais de resfriamento que não pertencem ao subconjunto A, com uma taxa de fluxo de massa β, em que α é pelo menos duas vezes β, de preferência, pelo menos cinco vezes β, com mais preferência, pelo menos quinze vezes β;

[00032] em que as taxas de fluxo de massa α e β são, em termos da massa que flui através dos respectivos canais de resfriamento por segundo, expressas em kg^s-1.

[00033] |12| O processo, de acordo com a modalidade |11|, em que, na etapa a), a taxa de fluxo de massa do líquido refrigerante fornecido ao subconjunto A é maior que a taxa de fluxo de massa de líquido refrigerante fornecido ao subconjunto B em pelo menos cerca de 10%, de preferência, pelo menos cerca de 20%, com mais preferência, pelo menos cerca de 50%, com base na taxa de fluxo de massa de líquido refrigerante fornecido ao subconjunto B, em que a taxa de fluxo de massa é, em termos da massa de líquido refrigerante que flui por segundo, expressa em kg^s-1.

[00034] |13| O processo, de acordo com a modalidade |11| ou |12|, em que, na etapa a), a temperatura do líquido refrigerante fornecido ao subconjunto B é maior que a temperatura do líquido refrigerante fornecido ao subconjunto A em pelo menos cerca de -268,15 °C (5 K), de preferência, em pelo menos cerca de -263,15 °C (10 K), com mais preferência em pelo menos cerca de -258,15 °C (15 K).

[00035] |14| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades 11 a 13, em que, na etapa a), um ou ambos os critérios a seguir é/são satisfeitos:

[00036] i. O subconjunto A é abastecido com um líquido refrigerante de fase líquida;

[00037] ii. O subconjunto B é abastecido com um líquido refrigerante de fase gasosa.

[00038] Nos vários aspectos dessa modalidade, as combinações a seguir dos critérios são satisfeitas: i, ii, i+ii.

[00039] |15| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |11| a |13|, que compreende adicionalmente as etapas a seguir:

[00040] b) Uma primeira porção do fluido escoa através do subconjunto A dos canais de resfriamento com uma taxa de fluxo de massa Y, e uma segunda porção do fluido escoa através do subconjunto B dos canais de resfriamento com uma taxa de fluxo de massa δ, em que δ é pelo menos duas vezes y, de preferência, pelo menos cinco vezes y, com mais preferência, pelo menos dezesseis vezes y;

[00041] em que as taxas de fluxo de massa y e δ são, em termos da massa que flui através dos respectivos canais de resfriamento por segundo, expressas em kg^s-1.

[00042] |16| O processo, de acordo com a modalidade |15|, em que, na etapa b), um ou mais dos critérios a seguir é/são satisfeitos:

[00043] i. a taxa de fluxo de massa do líquido refrigerante fornecido ao subconjunto B é maior que a taxa de fluxo de massa de líquido refrigerante fornecido ao subconjunto A em pelo menos cerca de 10%, com base na taxa de fluxo de massa de líquido refrigerante fornecido ao subconjunto A, em que a taxa de fluxo de massa é, em termos da massa de líquido refrigerante que flui por segundo, expressa em kg^s-1.

[00044] ii. a temperatura do líquido refrigerante fornecido ao subconjunto A é maior que a temperatura do líquido refrigerante fornecido ao subconjunto B em pelo menos cerca de -268,15 °C (5 K).

[00045] iii. o subconjunto A é abastecido com um líquido refrigerante de fase gasosa;

[00046] iv. o subconjunto B é abastecido com um líquido refrigerante de fase líquida.

[00047] Nos vários aspectos dessa modalidade, as combinações de critério a seguir são satisfeitas: i, ii, iii, iv, i+ii, i+iii, i+iv, ii+iii, ii+iv, iii+iv, i+ii+iii, i+ii+iv, i+iii+iv, ii+iii+iv, i+ii+iii+iv.

[00048] |17| Um processo para preparação de um produto a jusante que compreende as etapas de preparação a seguir:

[00049] a) Preparação de um polímero por meio de um processo, conforme definido em qualquer uma das modalidades |7| a |16|;

[00050] b) Tratamento adicional do polímero para obter o produto a jusante.

[00051] |18| O processo, de acordo com qualquer uma das modalidades |7| a |17|, em que o polímero ou o produto a jusante é convertido em um corpo conformado.

[00052] A seguir, o termo "comunicação fluida" significa que o fluido pode passar a partir de um primeiro componente para um segundo, seja diretamente ou por meio de pelo menos um terceiro componente. O termo "comunicação fluida direta" significa uma preferência de que nenhum outro componente esteja localizado entre o primeiro e o segundo componente. "Comunicação fluida direta" também poderia significar que um ou mais componentes triviais, como um ou mais tubos de junção e/ou uma ou mais válvulas estão localizadas entre o primeiro componente e o segundo componente.

[00053] O termo "entrada" significa o ponto no qual o fluido entra em um componente e o termo "saída" significa o ponto no qual o fluido sai de um componente. Nesse contexto, a "entrada" e a "saída" são definidas por uma direção de fluxo de fluido que é definida seja pela direção de fluxo de fluido durante a operação normal da usina, ou da direção de fluxo de fluido para que a usina possa ter sido projetada, de preferência, a direção de fluxo de fluido para que a usina tenha sido projetada. No caso de um componente através do qual o fluido pode escoar em qualquer direção, a direção de fluxo para a determinação da entrada e da saída é aquela associada à função primária do componente.

Usina

[00054] Uma usina de acordo com a presente revelação é, de preferência, adequada para a polimerização de etileno, opcionalmente na presença de outros comonômeros. A função geral da usina é ilustrada na Figura 1, que é para propósitos de ilustração e não deve ser considerada como limitante do escopo da presente revelação. É adicionalmente preferencial que a usina aprimore o rendimento eficaz, de preferência, por meio de reagentes de reciclagem; e/ou eficiência energética aprimorada, de preferência, por meio de reciclagem térmica e/ou uso de subprodutos como combustível; de preferência, ambos.

[00055] Uma configuração preferencial da usina pode ser conforme segue:

[00056] 1) Uma fonte de etileno;

[00057] 2) Um compressor primário, de preferência, que tem capacidade de emitir fluido em uma pressão na faixa de cerca de 0 a cerca de 50 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 10 a cerca de 45 MPa, com máxima preferência, na faixa de cerca de 20 a cerca de 35 MPa;

[00058] 3) Um compressor secundário, de preferência, que tem capacidade de emitir fluido em uma pressão na faixa de cerca de 50 a cerca de 500 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 10 a cerca de 450 MPa, com máxima preferência, na faixa de cerca de 200 a cerca de 400 MPa;

[00059] 4) Um trocador de calor;

[00060] 5) Um reator;

[00061] 6) Uma queda de pressão primária;

[00062] 7) Um refrigerante;

[00063] 8) Um separador;

[00064] 9) Uma queda de pressão secundária;

[00065] 10) Um separador;

[00066] 11) Um peletizador de produto;

[00067] 12) Uma conexão de reciclagem primária com a entrada em comunicação fluida com pelo menos uma emissão do separador 8) e com a saída em comunicação fluida com a entrada do compressor secundário, em que a conexão de reciclagem primária compreende pelo menos dois canais de resfriamento e pelo menos um separador;

[00068] 13) Uma conexão de reciclagem secundária com a entrada em comunicação fluida com pelo menos uma emissão do separador 11) e com a saída em comunicação fluida com a entrada do compressor primário, em que a conexão de reciclagem secundária compreende pelo menos um canal de resfriamento e pelo menos um separador;

[00069] em que os componentes 1 a 11 estão, de preferência, em comunicação fluida na ordem de 1 a 11 e componentes 12 e 13 constituem laços de reciclagem conforme detalhado acima.

[00070] No contexto desta presente revelação, a usina pode ser logicamente dividida nas regiões a seguir:

[00071] a. O lado de entrada do reator (itens 1 a 4 acima)

[00072] b. O reator (item 5 acima)

[00073] c. O lado de saída do reator (itens 6 a 11 acima)

[00074] d. Uma primeira conexão de reciclagem (item 12 acima) que conecta c. a a.

[00075] e. Conexões de reciclagem ainda mais opcionais (item 13 acima) que conectam c. a a.

[00076] A pessoa versada tem conhecimento de usinas para polimerização e podem incluir componentes adicionais ou remover componentes conforme considera adequado para alcançar os objetivos da presente revelação. O modelo preferencial da usina é mostrado na Figura 2.

[00077] Em uma modalidade da presente revelação, o reator e a queda de pressão primária são compreendidos em uma câmera. Essa câmera, também chamada de câmera de reator é, de preferência, alojamento de concreto reforçado.

Reator

[00078] Os reatores preferenciais no contexto da presente revelação têm, de preferência, um interior e um exterior, em que o etileno pode ser polimerizado, opcionalmente na presença de outros comonômeros, no interior do reator.

[00079] O reator tem, de preferência, uma entrada e uma saída. Em uma modalidade preferencial, o reator é adequado para ser empregado em um respectivo fluxo em que o fluido entra na entrada do reator e sai na saída do reator. Em uma modalidade, o reator compreende adicionalmente uma ou mais aberturas adicionais, além da entrada e da saída, as quais ligam o exterior e o interior do reator, de preferência, aberturas através das quais o fluido pode escoar entre o interior e o exterior, de preferência, de uma maneira controlada, de preferência, controlada por uma ou mais válvulas.

[00080] Em uma modalidade, o reator compreende uma ou mais aberturas através das quais o material pode entrar no reator, sendo que o material de preferência compreende um comonômero ou um iniciador, ou ambos. Os reatores preferenciais são reatores tubulares.

[00081] Em uma modalidade da presente revelação, o reator tem uma distância de fluxo mínima entre sua admissão e sua emissão de pelo menos cerca de 100 m, de preferência, pelo menos cerca de 500 m, com mais preferência, pelo menos cerca de 1 km, com máxima preferência, pelo menos cerca de 2 km. Em uma modalidade, o reator tem um ou mais locais nos quais um material, de preferência, um iniciador, pode ser introduzido no reator.

[00082] Em uma modalidade da presente revelação, o reator é do tipo de autoclave, de preferência, com pelo menos um agitador compreendido dentro do reator. Em um aspecto dessa modalidade, a distância de fluxo mínima entre a admissão e a emissão está na faixa de cerca de 1 a cerca de 50 m, de preferência, na faixa de cerca de 3 a cerca de 30 m, com mais preferência, na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 m.

Compressores

[00083] Os compressores aumentam, de preferência, a pressão de um fluido na usina. Em um compressor preferencial, a pressão entra no compressor em uma pressão PENTRADA e sai do compressor em uma pressão PSAÍDA, em que PSAÍDA é maior que PENTRADA, de preferência, em pelo menos cerca de 0,5 MPa, com mais preferência, em pelo menos cerca de 1 MPa, com máxima preferência, em pelo menos cerca de 5 MPa.

[00084] Em uma modalidade, a usina compreende um primeiro compressor, que é, de preferência, o compressor secundário mencionado acima, em que o primeiro compressor, de preferência, o lado de saída do primeiro compressor, está, de preferência, em comunicação fluida com o reator, de preferência, com o lado de entrada do reator. Em um aspecto preferencial dessa modalidade, a usina compreende adicionalmente um compressor adicional, que é, de preferência, o compressor primário mencionado acima, em que o compressor adicional, de preferência, o lado de saída do compressor adicional, está, de preferência, em comunicação fluida com o reator, de preferência, com o lado de entrada do reator, de preferência, por meio do primeiro compressor, de preferência, com a saída do segundo compressor em comunicação fluida com a entrada do primeiro compressor.

[00085] Em uma modalidade, o primeiro compressor pode ser abastecido com o fluido em uma pressão na faixa de cerca de 1 a cerca de 100 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 5 a cerca de 70 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 10 a cerca de 50 MPa. Em uma modalidade, o fluido sai do primeiro compressor em uma pressão na faixa de cerca de 120 a cerca de 500 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 200 a cerca de 450 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 230 a cerca de 400 MPa.

[00086] Em uma modalidade, o compressor adicional pode ser abastecido com o fluido em uma pressão na faixa de cerca de 0,01 a cerca de 7 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 0,05 a cerca de 5 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 3 MPa. Em uma modalidade, o fluido sai do compressor adicional em uma pressão na faixa de cerca de 10 a cerca de 100 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 15 a cerca de 70 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 20 a cerca de 50 MPa.

[00087] Em uma modalidade da presente revelação, é preferencial que um ou mais compressores tenham uma pressão de emissão que é grandemente independente da pressão do fluido de admissão fornecido aos mesmos. Em um aspecto dessa modalidade, um ou mais dos compressores, de preferência, o primeiro compressor (compressor secundário), fornecem uma pressão de emissão que não aumenta por mais de cerca de 20%, de preferência, não mais que cerca de 10%, com mais preferência, não mais que cerca de 5%, quando a pressão de admissão for aumentada a partir de 25 MPa para 35 MPa, sendo que a alteração de % na pressão de emissão se baseia na pressão de emissão para uma pressão de admissão de 25 MPa.

Refrigerantes

[00088] Os canais de resfriamento preferenciais no contexto da presente revelação são componentes da usina que permitem um fluxo de fluido através de um interior entre uma entrada e uma saída e são adequados para reduzir a temperatura do fluido, de preferência, de uma maneira controlável. Os canais de resfriamento preferenciais podem ser abastecidos com o fluido de líquido refrigerante para uma região exterior não em comunicação fluida com o interior.

[00089] No contexto da presente revelação, a referência a um único canal de resfriamento significa um único tubo, ou um equivalente topológico, admissão e emissão de conexão. Em que dois ou mais tubos dispostos em paralelo que conectam a admissão e a emissão, ou um equivalente topológico, são referidos, a referência será feita a dois ou mais canais de resfriamento.

[00090] É preferencial de acordo com a presente revelação que a usina compreenda uma conexão de reciclagem, de preferência, uma conexão de reciclagem em alta pressão, conectar o lado de saída do reator ao lado de entrada do reator, em que a conexão de reciclagem compreende dois ou mais canais de resfriamento.

[00091] Em uma modalidade da presente revelação, a conexão de reciclagem compreende um ou mais refrigerantes combinados, sendo que cada um compreende dois ou mais canais de resfriamento.

[00092] Um refrigerante combinado preferencial no contexto da presente revelação compreende dois ou mais, de preferência 10 ou mais, com mais preferência 50 ou mais, com máxima preferência 100 ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo. Em um aspecto dessa modalidade, dois ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, todos os canais de resfriamento, no refrigerante combinado são todos conectados a uma única câmera em seu lado de admissão. Em um aspecto dessa modalidade, dois ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, todos os canais de resfriamento, no refrigerante combinado são todos conectados a uma única câmera em seu lado de emissão. Em um aspecto dessa presente revelação, os canais de resfriamento do refrigerante combinado estão contidos dentro de um alojamento. Em um aspecto desta presente revelação, dois ou mais dos canais, de preferência, todos os dos canais, do refrigerante combinado são resfriáveis com um líquido refrigerante compartilhado, de preferência, com o líquido refrigerante compartilhado formando um único fluido conectado.

[00093] Em uma modalidade da presente revelação, um ou mais dos canais de resfriamento tem um comprimento de percurso mínimo curto entre a entrada e a saída. A entrada e a saída para o canal de resfriamento marcam, de preferência, o começo e o fim da seção de fluxo que é resfriável pelo líquido refrigerante. Em um aspecto dessa modalidade, um ou mais dos canais de resfriamento tem um comprimento de percurso mínimo entre a entrada e a saída na faixa de cerca de 1 m a cerca de 100 m, de preferência, na faixa de cerca de 2 m a cerca de 50 m, com mais preferência, na faixa de cerca de 2,5 m a cerca de 20 m.

[00094] Em uma modalidade, um ou mais dos canais de resfriamento, de preferência, compreendidos em um ou mais dos refrigerantes combinados, é são dispostos verticalmente, de preferência, formando um ângulo menor que 20 °, com mais preferência, menor que cerca de 10 °, com máxima preferência, menor que cerca de 5 °, com a vertical. Em um aspecto dessa modalidade, pelo menos um canal de resfriamento é disposto de modo que, em uso, o fluido escoe para baixo através do canal de resfriamento, de preferência, em um ângulo menor que 20 °, com mais preferência, menor que cerca de 10 °, com máxima preferência, menor que cerca de 5 °, da vertical. Em um aspecto dessa modalidade, pelo menos um canal de resfriamento é disposto de modo que o líquido refrigerante para o canal de resfriamento escoe para cima, de preferência, em um ângulo menor que 20 °, com mais preferência, menor que cerca de 10 °, com máxima preferência, menor que cerca de 5 °, da vertical.

[00095] Em uma modalidade, o refrigerante é quase vertical.

[00096] Em uma modalidade da presente revelação, um ou mais refrigerantes, de preferência, um ou mais refrigerantes em uma conexão de reciclagem, tem uma bacia de coleta para coletar o material que cai do refrigerante. A bacia de coleta é, de preferência, disposta após o refrigerante na direção de fluxo.

[00097] Em uma modalidade, um ou mais canais de resfriamento, de preferência, compreendidos em um ou mais refrigerantes combinados, não são significativamente curvados, de preferência, têm um produto de escala mínima entre quaisquer dois vetores normalizados compreendidos no percurso mínimo entre a entrada e a saída do canal de resfriamento pelo menos cerca de 0,8, de preferência, pelo menos cerca de 0,9, com mais preferência, pelo menos cerca de 0,95.

[00098] Em uma modalidade adicional, um ou mais canais de resfriamento têm uma ou mais curvas, de preferência, formando um formato em U ou um formato em U invertido. Em um aspecto dessa modalidade, um ou mais canais de resfriamento têm uma ou mais curvas com um ângulo maior que cerca de 30 °, com mais preferência, maior que cerca de 60 °, com máxima preferência, maior que cerca de 75 °.

[00099] Em uma modalidade, o um ou mais canais de resfriamento incorporam ou estão em comunicação fluida com um separador, de preferência, estão em comunicação fluida com um separador, com mais preferência, estão em comunicação fluida direta com um separador. Em um aspecto dessa modalidade, o separador está localizado abaixo do um ou mais canais de resfriamento, de preferência, para que um ou mais pros secundários possam cair de um ou mais canais de resfriamento para o separador. Em um aspecto dessa modalidade, o um ou mais refrigerantes não compreendem um filtro.

Separadores

[000100] Os separadores são, de preferência, adequados para separar o fluxo de fluido em dois ou mais constituintes, de preferência, dois ou mais constituintes selecionados a partir do grupo que consiste em: reagente, produto, impureza, subproduto e catalisador. Em uma modalidade, a usina compreende um ou mais separadores, que são precedidos, de preferência, diretamente precedidos, por um ou mais canais de resfriamento. Em uma modalidade, a usina compreende um ou mais separadores que são adequados para separar um fluido em dois ou mais constituintes, em que dois dos constituintes estão em fases diferentes, de preferência, duas fases diferentes selecionadas a partir do grupo que consiste em: uma fase gasosa, uma líquida, uma sólida, uma de fluido hipercrítico e uma metafase.

Queimas

[000101] As queimas preferenciais no contexto da presente revelação são adequadas para a combustão de material, de preferência, de fluido. Em uma modalidade da presente revelação, a usina compreende uma ou mais queimas.

Conexão de reciclagem

[000102] Uma conexão de reciclagem é, de preferência, posicionada em comunicação fluida entre a saída do reator e a entrada do reator. A conexão de reciclagem permite, de preferência, que o conteúdo de um ou mais produtos/produtos secundários, de preferência, um produto com cera/produto secundário, na corrente seja reduzido. A conexão de reciclagem diminui, de preferência, a porcentagem em peso de um ou mais produtos/produtos secundários, de preferência, um ou mais produtos com cera/produtos secundários no fluxo de fluido, de preferência, em pelo menos cerca de 0,01% em peso, com mais preferência, em pelo menos cerca de 0,05% em peso, com máxima preferência, em pelo menos cerca de 0,1% em peso, sendo que essa diminuição em porcentagem em peso é expressa como a porcentagem em peso na admissão menos a porcentagem em peso na emissão.

[000103] Em uma modalidade da presente revelação, o fluxo de fluido através da conexão de reciclagem compreende um ou mais comonômeros, de preferência, na faixa de cerca de 0 a cerca de 50, com mais preferência, na faixa de cerca de 0 a cerca de 40% em peso, com máxima preferência, na faixa de cerca de 0 a cerca de 30% em peso. É preferencial que o comonômero não seja significativamente removido do fluido na conexão de reciclagem, em vez disso, a porcentagem em peso de comonômero no fluido aumenta, de preferência, com a remoção de constituintes além de comonômero ou etileno, sendo que a porcentagem em peso de comonômero no fluido aumenta, de preferência, em pelo menos cerca de 2% em peso, com mais preferência, em pelo menos cerca de 5% em peso, com máxima preferência, em pelo menos cerca de 10% em peso, sendo que a porcentagem em peso é expressa como a porcentagem em peso na emissão menos a porcentagem em peso na admissão.

[000104] Em uma modalidade da presente revelação, a emissão da conexão de reciclagem compreende etileno na faixa de cerca de 50 a cerca de 100% em peso, de preferência, na faixa de cerca de 65 a cerca de 100% em peso, com mais preferência, na faixa de cerca de 70 a cerca de 100% em peso. A comunicação fluida entre a saída do reator e a entrada da conexão de reciclagem pode ser direta ou indireta, de preferência, indireta, de preferência, por meio de um ou mais componentes selecionados a partir do grupo que consiste em: um refrigerante, um separador e uma queda de pressão.

[000105] Em uma modalidade, a usina compreende uma conexão de reciclagem em alta pressão, que pode ser abastecida com fluido em uma pressão na faixa de cerca de 10 a cerca de 100 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 15 a cerca de 70 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 20 a cerca de 50 MPa.

[000106] Em uma modalidade, a usina compreende uma conexão de reciclagem em baixa pressão, que pode ser abastecida com fluido em uma pressão na faixa de cerca de 0,01 a cerca de 20 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 0,05 a cerca de 10 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 5 MPa.

[000107] Em uma modalidade, a usina compreende uma ou mais conexões de reciclagem que exibem uma queda de pressão baixa entre a entrada e a saída, de preferência, exibindo uma diferença na pressão menor que cerca de 50 MPa, com mais preferência, menor que cerca de 20 MPa, com máxima preferência, menor que cerca de 5 MPa. Em um aspecto dessa invenção, a usina compreende uma conexão de reciclagem em alta pressão que exibe uma queda de pressão baixa entre a entrada e a saída.

[000108] A corrente é, de preferência, resfriada passando-se através da conexão de reciclagem, de preferência, até um ponto em que permite uma temperatura de corrente favorável para a reintrodução no compressor.

[000109] Em uma modalidade, a queda de temperatura na corrente na passagem através da conexão de reciclagem está na faixa de cerca de -223,15 (50) a cerca de 26,85 °C (300 K), de preferência, na faixa de cerca de -93,15 °C (180) a cerca de 16,85 °C (290), com mais preferência, na faixa de cerca de -73,15 °C (200) a cerca de -13,15 °C (260 K).

[000110] Em uma modalidade, a corrente entra na conexão de reciclagem em uma temperatura na faixa de cerca de 100 a cerca de 380 °C, de preferência, na faixa de cerca de 150 a cerca de 350 °C, com mais preferência, na faixa de cerca de 200 a cerca de 300 °C.

[000111] Em uma modalidade, a corrente sai da conexão de reciclagem em uma temperatura na faixa de cerca de 20 a cerca de 80 °C, de preferência, na faixa de cerca de 30 a cerca de 60 °C, com mais preferência, na faixa de cerca de 35 a cerca de 55 °C.

[000112] Em uma modalidade, a corrente passa através de dois ou mais refrigerantes na conexão de reciclagem. Em um aspecto dessa modalidade, a temperatura da corrente é reduzida por entre cerca de - 253,15 °C (20) e cerca de -123,15 °C (150 K), de preferência, entre cerca de -248,15 °C (25) e -143,15 °C (130 K), com mais preferência, entre cerca de -238,15 °C (35) e cerca de -163,15 °C (110 K) no primeiro dos dois ou mais refrigerantes. Em um outro aspecto dessa modalidade, a temperatura da corrente é reduzida por entre cerca de -253,15 °C (20) e cerca de -123,15 °C (150 K), de preferência, entre cerca de -248,15 °C (25) e -143,15 °C (130 K), com mais preferência, entre cerca de - 238,15 °C (35) e cerca de -163,15 °C (110 K) no segundo dos dois ou mais refrigerantes.

Processo

[000113] Uma contribuição para alcançar pelo menos um dos objetivos descritos acima é feira por um processo para a polimerização em uma usina, de acordo com a invenção, de preferência, para a polimerização de etileno incluindo, mas sem limitação, a copolimerização de etileno com outros comonômeros.

[000114] A polimerização é, de preferência, realizada em uma temperatura na faixa de cerca de 100 a cerca de 380 °C, de preferência, na faixa de cerca de 130 a cerca de 365 °C, com mais preferência, na faixa de cerca de 150 a cerca de 350 °C.

[000115] A polimerização é realizada, de preferência, em uma pressão na faixa de cerca de 100 a cerca de 400 MPa, de preferência, na faixa de cerca de 125 a cerca de 350 MPa, com mais preferência, na faixa de cerca de 150 a cerca de 325 MPa.

[000116] Uma contribuição para alcançar pelo menos um dos objetivos descritos acima é feita por um processo em que um ou mais dos canais de resfriamento (C), de preferência, que compreende um ou mais refrigerantes combinados, de preferência, localizado em uma conexão de reciclagem, com mais preferência, em uma conexão de reciclagem em alta pressão, podem ser limpos sem desligar a usina. Os canais de resfriamento (C) são, de preferência, limpos aumentando-se a temperatura das paredes do canal de resfriamento para derreter os depósitos de cera que podem ser coletados no fundo dos canais de resfriamento.

[000117] Em uma modalidade do processo, os canais de resfriamento a serem limpos (C) são limpos enquanto um ou mais compressores estão em funcionamento, de preferência, pelo menos um compressor em comunicação fluida com a entrada do reator, com mais preferência, pelo menos um primeiro compressor (compressor secundário) em comunicação fluida com a entrada do reator e um compressor adicional (compressor primário) em comunicação fluida com o primeiro compressor.

[000118] Em uma modalidade, os canais de resfriamento a serem limpos (C) são abastecidos com um líquido refrigerante que está em uma temperatura mais alta que aquela fornecida durante o uso normal. Isso pode ser obtido roteando-se novamente um fluido com temperatura mais alta a partir de qualquer lugar em uma usina, de preferência, a partir de um circuito de líquido refrigerante com temperatura mais alta. Em um aspecto dessa modalidade, os canais de resfriamento C são limpos em um processo que compreende as etapas de:

[000119] a. Reduzir a taxa de fluxo através dos canais de resfriamento C;

[000120] b. Aumentar a temperatura do líquido refrigerante fornecido aos canais de resfriamento C;

[000121] c. Coletar um subproduto no fundo dos canais de resfriamento C.

[000122] Em uma outra modalidade, as camisas de resfriamento dos canais de resfriamento a serem limpos (C) são pelo menos parcialmente esvaziadas de líquido refrigerante, de preferência, de líquido refrigerante líquido, de modo que os canais de resfriamento C sejam, em vez disso, colocados em contato com o ar. Em um aspecto dessa modalidade, os canais de resfriamento C são limpos em um processo que compreende as etapas de:

[000123] a. Reduzir a taxa de fluxo através dos canais de resfriamento C;

[000124] b. Esvaziar pelo menos parcialmente as camisas de resfriamento dos canais de resfriamento C para deixar os canais de resfriamento C em contato com o ar;

[000125] c. Coletar um subproduto no fundo dos canais de resfriamento C.

[000126] Em uma outra modalidade da invenção, os canais de resfriamento a serem limpos são dotados de uma taxa de fluxo de líquido refrigerante reduzida. Em um aspecto dessa modalidade, os canais de resfriamento C são limpos em um processo que compreende as etapas de:

[000127] a. Reduzir a taxa de fluxo através dos canais de resfriamento C;

[000128] b. Reduzir a taxa de fluxo de líquido refrigerante fornecido aos canais de resfriamento C;

[000129] c. Coletar um subproduto no fundo dos canais de resfriamento C.

[000130] A fim de evitar a ruptura da emissão da usina, é preferencial que sempre tenha pelo menos um subconjunto de canais de resfriamento que estejam em operação no modo normal/de resfriamento. Em uma modalidade da invenção, os canais de resfriamento estão em dois subconjuntos que são comutados em antifase entre o modo normal/de resfriamento e modo de limpeza/remoção de cera de modo que haja, a todo momento, um subconjunto no modo normal/de resfriamento e um subconjunto no modo de limpeza/remoção de cera. "A todo momento" no presente documento significa, de preferência, por pelo menos cerca de 90% do tempo, com mais preferência, pelo menos cerca de 99% do tempo, com máxima preferência, pelo menos cerca de 99,9% do tempo enquanto uma usina estiver em funcionamento.

[000131] Em uma modalidade da invenção, um ou mais iniciadores estão presentes no reator.

Produto polimérico

[000132] O produto polimérico é, de preferência, polietileno ou um derivado do mesmo, ou um copolímero de etileno ou um derivado do mesmo.

[000133] É preferencial que o produto polimérico tenha um peso molecular de média ponderada determinado por GPC com um detector de dispersão de luz na faixa de cerca de 500 a cerca de 5.000.000 g/mol, de preferência, na faixa de cerca de 750 a cerca de 1.000.000 g/mol, com mais preferência, na faixa de cerca de 1.000 a cerca de 500.000 g/mol.

[000134] Os produtos poliméricos preferenciais são um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: polietileno de peso molecular ultrabaixo (ULMWPE ou PE-WAX), polietileno de peso molecular alto (HMWPE), polietileno de densidade média (MDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de densidade muito baixa (VLDPE) e polietileno clorado (CPE); de preferência, polietileno de baixa densidade (LDPE).

[000135] Em uma modalidade, o produto polimérico tem uma densidade na faixa de cerca de 0,89 a cerca de 0,96 g/cm3, de preferência, na faixa de cerca de 0,90 a cerca de 0,95 g/cm3, com mais preferência, na faixa de cerca de 0,91 a cerca de 0,94 g/cm3.

Comonômeros

[000136] Um aspecto da invenção se refere à homopolimerização de etileno. Um outro aspecto da invenção se refere à copolimerização de etileno com um ou mais comonômeros. Nessa aplicação, uma porção química de C2H3 é denominada como vinila.

[000137] Os comonômeros são, de preferência, adequados para polimerização com etileno para obter copolímeros, de preferência, por meio de uma polimerização de radical livre. Os copolímeros preferenciais são polímeros ordenados, polímeros parcialmente ordenados e polímeros não ordenados, de preferência, polímeros não ordenados. Em uma modalidade, o conteúdo das unidades de comonômero, além das unidades de etileno, no copolímero está na faixa de cerca de 0,0001 a cerca de 60% em peso, de preferência, na faixa de cerca de 0,001 a cerca de 50% em peso, com mais preferência, na faixa de cerca de 0,01 a cerca de 40% em peso, com base no total peso do copolímero.

[000138] Os comonômeros preferenciais são um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: um ácido carboxílico α,β-insaturado, o éster de um ácido carboxílico α,β-insaturado, o anidrido de um ácido carboxílico α,β-insaturado ou uma olefina.

[000139] As olefinas preferenciais nesse contexto são 1-olefinas, de preferência, selecionadas a partir do grupo que consiste em: propeno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno.

[000140] Os ácidos carboxílicos α,β-insaturados preferenciais nesse contexto são, de preferência, ácidos C3-C8 carboxílico α,β-insaturados, de preferência, um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacônico, ácido acrílico, ácido metacrílico e ácido crotônico ou derivados de um ou mais dos mesmos.

[000141] Os ésteres de ácidos carboxílicos α,β-insaturados preferenciais, ou anidridos de um ácido carboxílico α,β-insaturado são, de preferência, derivados de ácidos C3-C8 carboxílicos. Os ésteres ou anidridos preferenciais, nesse contexto, compreendem de cerca de 3 a cerca de 13 átomos de carbono.

[000142] Os a,e-ésteres preferenciais são um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de n-butila ou metacrilato de terc-butila, acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de n-butila, acrilato de 2-etil-hexila e acrilato de terc-butila.

[000143] Ademais, os ânions de carboxilato, de preferência, acetato de vinila, podem ser empregados como comonômeros.

[000144] Os anidridos preferenciais são selecionados a partir do grupo que consiste em: anidrido metacrílico, anidrido maleico e anidrido itacônico.

[000145] Em uma modalidade, o comonômero é um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: 1-hexeno, ácido acrílico, acrilato de n-butila, acrilato de terc-butila, acrilato de 2-etil- hexila, acrilato de vinila e propionato de vinila.

[000146] Em uma modalidade, um ou mais silanos de vinila são empregados como comonômero, de preferência, compreendendo silício e um ou mais grupos vinila. Os silanos de vinila preferenciais são da forma geral:

[000147] SiHx(vinil)yXz

[000148] em que:

[000149] x é 0, 1, 2 ou 3, de preferência, 2 ou 3; com mais preferência, 3;

[000150] y é 1, 2, 3 ou 4, de preferência, 1 ou 2, com mais preferência, 1;

[000151] X é um halogênio, de preferência, selecionado a partir do grupo que consiste em Cl, Br e I, com mais preferência, selecionado a partir do grupo que consiste em Cl e Br; com máxima preferência, Cl. X em que a mesma molécula pode ser igual ou diferente;

[000152] z é 0, 1, 2 ou 3, de preferência, 0 ou 1, com mais preferência, 0;

[000153] x, y e z somam 4.

[000154] O silano de vinila preferencial é Si(vinil)H3.

Descrição das Figuras

[000155] A invenção é explicada agora por meio de Figuras que são destinadas à ilustração apenas e não devem ser consideradas como limitantes do escopo da invenção. Em suma, as Figuras mostram o seguinte:

[000156] A Figura 1 mostra esquematicamente a função geral de uma usina de acordo com a invenção.

[000157] A Figura 2 mostra esquematicamente o modelo de uma usina preferencial de acordo com a invenção.

[000158] A Figura 3 mostra esquematicamente o modelo de um grupo de refrigerantes.

[000159] A Figura 4 mostra esquematicamente um refrigerante combinado preferencial.

[000160] A Figura 1 mostra esquematicamente a função geral de uma usina 101 de acordo com a invenção. Etileno e, opcionalmente, outros reagentes, como copolímeros e/ou modificadores entram em uma usina. Opcionalmente, outras espécies como iniciadores entram em uma usina. Um produto, de preferência, um polímero, sai de uma usina, de preferência, na forma de péletes sólidos.

[000161] A Figura 2 mostra esquematicamente o modelo de uma usina preferencial 200 de acordo com a invenção. A polimerização é realizada em um reator 4, de preferência, um reator tubular. Etileno e, opcionalmente, outros comonômeros e/ou modificadores são introduzidos por meio de um compressor primário 1, que passa subsequentemente para um compressor secundário 2, através de um aquecedor 3 e para a entrada 21 do reator 4. Subsequente ao reator 4, o fluido passa da saída 22 do reator 4 através de uma queda de alta pressão 6, através de um refrigerante 7 e para um separador de alta pressão 8. Os produtos com densidade maior do separador de alta pressão 8 passam através de uma queda de pressão 23 para um separador de baixa pressão 9. Os produtos com densidade maior do separador de baixa pressão 9 passam para um peletizador 10 que emite péletes sólidos de produto. Uma reciclagem de alta pressão 11 fornece uma conexão fluida entre o lado de saída 22 do reator e o lado de entrada 21 do reator 4. A entrada da reciclagem de alta pressão 11 está em conexão fluida com uma saída do separador de alta pressão 8 e a saída da reciclagem de alta pressão está em conexão fluida com o lado de entrada do compressor secundário 2. A reciclagem de alta pressão compreende um ou mais canais de resfriamento 12 e 12', e um ou mais separadores 13. Os componentes 12 e 12' foram mostrados no diagrama a fim de explicitar o fato de que há dois ou mais canais de resfriamento. De acordo com a invenção, a reciclagem de alta pressão compreende dois ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo. Esses canais de resfriamento podem ser agrupados em um ou mais refrigerantes, de preferência, um ou mais refrigerantes combinados, com mais preferência, dois ou mais refrigerantes combinados. Uma reciclagem de baixa pressão 14 também fornece uma conexão fluida entre o lado de saída do reator e o lado de entrada do reator 4. A reciclagem de baixa pressão compreende um ou mais refrigerantes 17, 15, e um ou mais separadores 18, 16. As setas indicam direções de fluxo de fluido para as quais uma usina está projetada.

[000162] A Figura 3 mostra esquematicamente o modelo de um grupo de refrigerantes 300, de preferência, em uma conexão de reciclagem, com mais preferência, em uma conexão de reciclagem em alta pressão. O grupo de refrigerantes é dispostos conforme segue, ordenado na direção de fluxo de fluido pretendido: Primeiro, um único refrigerante 301a. Então, dois percursos paralelos, sendo que um compreende o refrigerante 301b e o refrigerante 301c dispostos em série, o outro compreende 301d e 301e dispostos em série. Cada um dos refrigerantes 301a - 301e compreende um ou mais canais de resfriamento, de preferência, dois ou mais canais de resfriamento, de preferência, dispostos como um refrigerante combinado. Essa representação esquemática não expressa a orientação das partes constituintes relacionadas à vertical. O fluxo através dos refrigerantes do fluido a ser resfriado é, de preferência, para baixo. A invenção não se restringe a tal disposição. Essa Figura fornece, meramente, uma configuração preferencial.

[000163] A Figura 4 mostra esquematicamente o modelo de um refrigerante combinado preferencial 400. O refrigerante combinado compreende uma câmera de entrada 403 na qual o fluido a ser resfriado entra antes nos canais de resfriamento paralelos 404. Os canais de resfriamento 404 são, cada um, conectados à câmera de entrada 403. Nessa modalidade, todos os canais de resfriamento 404 são resfriados por um líquido refrigerante comum 401. A natureza contígua do volume do líquido refrigerante comum 401 não é evidente a partir da Figura bidimensional. Os canais de resfriamento 404 poderiam ser, alternativamente, resfriados por dois ou mais líquidos refrigerantes. Os canais de resfriamento 404 são, todos, conectados a uma câmera de saída comum 402 a partir da qual o fluido resfriado sai. Uma saída para o resíduo de cera é fornecida no fundo do refrigerante e uma saída adicional é fornecida para a corrente de gás resfriado. Esse corte transversal bidimensional não demonstra a disposição preferencial dos canais de resfriamento 404 a qual tem uma ou mais camadas de canais de resfriamento 404 paralelos à camada exibida de canais 404.

Métodos de Teste Densidade

[000164] A densidade é a densidade do polímero de acordo com o padrão DIN EN ISO 1183-1:2004, método A (imersão).

MFR

[000165] A taxa de fluxo de fusão MFR (190/2,16) foi determinada de acordo com DIN EN ISO 1133:2005, procedimento B, condição D a uma temperatura de 190 °C sob uma carga de 2,16 kg.

Exemplos Exemplo 1

[000166] Uma reação de polimerização foi realizada em uma usina de acordo com a Figura 2. 12 e 12' são, cada um, dois refrigerantes combinados que têm 168 tubos de aço cilíndricos, sendo que cada tubo tem um diâmetro interno de 12 mm, um comprimento de 11 m para o primeiro refrigerante, o segundo refrigerante, resfriado com água a uma temperatura de 37 °C. 4 é um reator tubular que compreende um tubo de aço cilíndrico 1,0 km de comprimento, dobrado em seções de 10 m, com um diâmetro interno de 40 mm, resfriado por água em uma temperatura de 170 °C. A emissão média de polímero (MFR 0,26 g/10 min., densidade 0,927 g/cm3) e o consumo de energia elétrica por tonelada de polímero foi medido por um período de 8 horas durante a operação normal e é dado na Tabela 1. Durante esse tempo, as condições de sucção e descarga dos compressores permaneceu constante.

[000167] Em um período prolongado de operação, a cera acumulada nos refrigerantes combinados foi removida alternando-se os refrigerantes combinados 12 e 12' em antifase entre um modo normal/de resfriamento e um modo de limpeza/remoção de cera. No modo normal/de resfriamento, o fluido que escoa através dos canais de resfriamento do refrigerante combinado com uma velocidade de 1,5 a 2 m/s e os canais de resfriamento foram fornecidos abastecidos com líquido refrigerante a uma temperatura de 37 °C. No modo de limpeza/remoção de cera, o fluido escoado através dos canais de resfriamento do refrigerante combinado com uma velocidade de 0,1 m/s e a camisa de resfriamento do refrigerante combinado foi abastecida com líquido refrigerante a uma temperatura de 140 °C. Durante um ano não foi necessária nenhuma interrupção da usina para remoção de cera.

Exemplo comparativo

[000168] Uma reação de polimerização foi realizada em uma usina de acordo com a Figura 2 exceto que, no lugar dos refrigerantes 12 e 12', um único canal de resfriamento de aço, com espessura de aço de 16 mm, comprimento de tubo de 915 m, e resfriado por água a uma temperatura de 20 °C foi empregado. O fluido passou através do canal de resfriamento com uma velocidade de 4,5 m/s. A emissão média de polímero (MFR 0,29 g/10 min, densidade de 0,927 g/cm3) e o consumo de energia elétrica por tonelada de polímero foi medida por um período de 8 horas durante a operação normal e é dada na Tabela 1. Durante esse tempo, as condições de sucção e descarga dos compressores permaneceu constante.

[000169] Em um período prolongado de tempo, os acúmulos de cera foram periodicamente removidos interrompendo-se uma usina e limpando-se o canal de resfriamento. 6 dias de interrupção de usina em um ano foram necessários para a remoção de cera do canal de resfriamento.

Lista de Referência 1. Compressor (primário) 2. Compressor (secundário) 3. Trocador de calor 4. Reator 5. Bocais de injeção de iniciador 6. Iniciador 7. Queda de pressão (primária) 8. refrigerante 9. Separador 10. Separador 11. Peletizador 12. Conexão de reciclagem (alta pressão) 12'. Canal de resfriamento 12'. Canal de resfriamento 13. Separador 14. Conexão de reciclagem (baixa pressão) 15. refrigerante 16. Separador 17. refrigerante 18. Separador 21. Entrada de reator 22. Saída de reator 23. Queda de pressão (secundária) 100. Processo de polimerização 101. Usina 200. Usina 300. Grupo de refrigerantes 301. refrigerante 400. refrigerante combinado 401. Líquido refrigerante 402. Câmera de saída 403. Câmera de entrada 404. Canais de resfriamento 405. Saída de gás

Claims

1. Usina (100) para realizar polimerização, caracterizada pelo fato de que compreende os seguintes componentes de usina em comunicação fluida: a) um reator (4) com um lado de entrada (21) e um lado de saída (22); e b) uma conexão de reciclagem (11) posicionada em comunicação fluida entre o lado de saída (22) do reator (4) e o lado de entrada (21) do reator (4); em que a conexão de reciclagem (11) compreende dois ou mais canais de resfriamento dispostos em paralelo; em que o reator é um reator tubular ou um reator de autoclave.

2. Usina (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a conexão de reciclagem (11) compreende um refrigerante combinado que compreende dois ou mais canais de resfriamento.

3. Usina (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a conexão de reciclagem (11) compreende dois ou mais refrigerantes combinados dispostos em paralelo, sendo que cada um compreende dois ou mais canais de resfriamento.

4. Usina (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos canais de resfriamento é disposto verticalmente.

5. Processo para a preparação de um polímero, caracterizado pelo fato de ser por meio de polimerização de etileno a uma pressão de 100 MPa a 400 MPa em uma usina (100) conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o processo é um processo contínuo.

7. Processo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que há uma queda de pressão através da conexão de reciclagem (11), em que a queda de pressão através da conexão de reciclagem (11) é menor que 20 MPa.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de que um fluido a ser resfriado está fluindo em um ou mais dos canais de resfriamento, em que a velocidade do fluido a ser resfriado fluindo em um ou mais dos canais de resfriamento é menor que 10 m/s.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que o etileno é compreendido em um fluido e que o processo compreende a seguinte etapa: b) uma primeira porção do fluido flui através de um subconjunto A, que consiste em um ou mais dos canais de resfriamento, com uma taxa de fluxo de massa α, e uma segunda porção do fluido flui através de um subconjunto B, que consiste em um ou mais dos canais de resfriamento que não pertencem ao subconjunto A, com uma taxa de fluxo de massa β, em que α é pelo menos duas vezes β; em que as taxas de fluxo de massa α e β são, em termos da massa que flui através dos respectivos canais de resfriamento por segundo, expressas em kg^s-1.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, na etapa a), a taxa de fluxo de massa do refrigerante fornecido ao subconjunto A é maior que a taxa de fluxo de massa do refrigerante fornecido ao subconjunto B em pelo menos 10%, com base na taxa de fluxo de massa do refrigerante fornecido ao subconjunto B, em que a taxa de fluxo de massa é, em termos da massa de refrigerante que flui por segundo, expressa em kg^s-1.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que, na etapa a), a temperatura do refrigerante fornecido ao subconjunto B é maior que a temperatura do refrigerante fornecido ao subconjunto A em pelo menos 5 K.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a seguinte etapa: b) uma primeira porção do fluido flui através do subconjunto A dos canais de resfriamento com uma taxa de fluxo de massa Y, e uma segunda porção do fluido flui através do subconjunto B dos canais de resfriamento com uma taxa de fluxo de massa δ, em que δ é pelo menos duas vezes y; em que as taxas de fluxo de massa y e δ são, em termos da massa que flui através dos respectivos canais de resfriamento por segundo, expressas em kg^s-1.

13. Processo para preparação de um produto a jusante, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas de preparação: a) a preparação de um polímero pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 12; b) tratamento adicional do polímero para obter o produto a jusante.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado pelo fato de que o polímero ou o produto a jusante é convertido em um corpo conformado.