BR112018009660B1 - Processos de polimerização com uma fase de paralisação parcial e para a preparação de um produto a jusante, bem como planta de polimerização para polimerização - Google Patents

Processos de polimerização com uma fase de paralisação parcial e para a preparação de um produto a jusante, bem como planta de polimerização para polimerização Download PDF

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Abstract

PROCESSO DE POLIMERIZAÇÃO COM UMA FASE DE PARALISAÇÃO PARCIAL. Trata-se de um processo para um polimerização de etileno para obter um polímero à base de etileno em uma usina, em que uma usina inclui um reator em comunicação fluida com uma conexão de reciclagem, em que o processo compreende uma fase de polimerização, uma fase de paralisação parcial, e as etapas de reduzir a pressão no reator para a entrada a partir da fase de polimerização na fase de paralisação parcial; e aumentar a pressão no reator para a saída a partir da fase de paralisação parcial e reentrada na fase de polimerização.

Description

Campo da técnica
[001] A presente revelação refere-se a um processo de polimeri-zação. Mais especificamente, a presente revelação se refere a um processo para polimerização de copolímeros ou homopolímeros de etileno. Em particular, a presente revelação se refere a um processo para poli- merização de copolímeros ou homopolímeros de etileno, em que o processo inclui uma fase de paralisação parcial.
Antecedentes da invenção
[002] Os copolímeros e homopolímeros de etileno são polímeros comerciais. Aqueles polímeros são usados em mercadorias descartáveis e duráveis, incluindo partes moldadas e películas plásticas. Os processos para polimerização de etileno isoladamente ou com comonôme- ros podem render copolímeros e homopolímeros de etileno.
[003] Podem surgir várias condições adversas que podem afetar o desempenho de uma planta de polimerização durante o processo de polimerização. Essas condições podem levar a uma paralisação total da planta de polimerização.
[004] O documento sob o no EP 1 589 043 A2 revela o uso de co- monômeros e agentes de transferência de cadeia e seu efeito em pro-priedades físicas de um produto polimérico.
[005] O documento sob o no US 2010/087606 Al revela 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.
[006] O documento sob o no US 2004/247493 Al revela o efeito de agentes de transferência de cadeia nas propriedades físicas de um produto de polimerização.
[007] O documento sob o no EP 0 272 512 A2 revela um processo para a redução da emissão de hidrocarbonetos em processos de redução de pressão em reatores de polimerização de alta pressão.
[008] Existe uma necessidade de fornecer processos de polimeri- zação aperfeiçoados que podem evitar uma paralisação total da planta de polimerização. Em particular, existe uma necessidade por processos de polimerização que estão simultaneamente em conformidade com a regulamentação relevante, como regulamentações nacionais ou regionais sobre contaminação ambiental, e oferecem aperfeiçoamentos em termos de energia, eficiência de material, tempo de inatividade reduzido ou uma combinação de pelo menos dois dos mesmos.
Breve sumário da invenção
[009] A presente revelação fornece um processo para a polimeri- zação de etileno e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter um polímero à base de etileno em uma planta de polimerização que compreende um reator de polimerização que tem uma entrada de reator e que tem uma saída de reator, em que a planta de polimerização compreende: A. um lado de entrada de reator, que está situado a montante da entrada de reator e um lado de saída de reator, que está situado a jusante da saída de reator; e B. uma conexão de reciclagem que tem uma entrada em co-municação fluida com o lado de saída de reator da planta de polimeri- zação e uma saída em comunicação fluida com o lado de entrada de reator da planta de polimerização e que tem um fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização para a conexão de reciclagem e a partir da conexão de reciclagem até o lado de entrada de reator da planta de polimerização, em que o processo compreende uma fase de polimerização, uma fase de paralisação parcial e as etapas de: i. durante a fase de polimerização, reagir etileno, e opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter o polímero à base de eti- leno em uma pressão de operação no reator pr1 e uma pressão de operação na conexão de reciclagem pc1, ii. para entrar na fase de paralisação parcial, reduzir a pressão no reator a partir da pressão de pr1 a uma pressão de pr2 mediante o aumento da taxa de fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização na conexão de reciclagem, em que a relação entre pr1 e pr2 é pr2 < 0,85 * pr1; e iii. para sair da fase de paralisação parcial e reentrar na fase de polimerização, aumentar a pressão no reator a partir da pressão de pr2 para uma pressão de pr3, em que a relação entre pr2 e pr3 é pr3 > 1,1 * pr2.
[010] Em algumas modalidades, a pressão de operação pr1 no re ator se situa na faixa a partir de 100 a 400 MPa.
[011] Em algumas modalidades, em que a pressão de operação na conexão de reciclagem pc1 se situa na faixa a partir de 15 a 50 MPa.
[012] Em algumas modalidades, em que a etapa de redução (ii) ocorre em um período de tempo a partir de 5 segundos a 15 minutos.
[013] Em algumas modalidades, a etapa de redução (ii) é iniciada em resposta a um evento selecionado a partir do grupo que consiste em: (a) uma temperatura na planta de polimerização que excede um valor limite; (b) uma pressão na planta de polimerização que excede um valor limite; e (c) uma falha de um componente na planta de polimerização.
[014] Em algumas modalidades, a planta de polimerização compreende adicionalmente: C. uma válvula, que está situada na conexão de reciclagem, ou em um componente situado em comunicação fluida entre o lado de saída de reator e a entrada da conexão de reciclagem, em que a válvula tem uma posição fechada e uma posição aberta; e D. um receptor para o recebimento de fluido a partir da conexão de reciclagem através da válvula, quando a válvula estiver na posição aberta, e em que a válvula move a partir da posição fechada para a posição aberta à medida que a pressão na conexão de reciclagem excede uma pressão definida pc2, em que a relação entre pc1 e pc2 é pc1 < Pc2 < 1,5 * Pc1; e a válvula se move a partir da posição aberta para a posição fechada à medida que a Pressão na conexão de reciclagem diminui abaixo de uma Pressão redefinida Pc3, em que a relação entre Pc1 e Pc3 é 0,7 * Pc1 < Pc3 < Pc1.
[015] Em algumas modalidades, o receptor é o um queimador ou um craqueador, ou ambos.
[016] Em algumas modalidades, durante a fase de polimerização, etileno é suprido para a planta de polimerização com uma taxa de fluxo FRE1 e, durante a fase de paralisação parcial, etileno é suprido para a planta de polimerização com uma taxa de fluxo FRE2, em que a relação entre FRE1 e FRE2 é FRE2 < 0,1 * FRE1.
[017] Em algumas modalidades, um ou mais iniciadores são alimentados no reator e em que, durante a fase de polimerização, o um ou mais iniciadores são alimentados com uma taxa de fluxo FRin1; e, durante a fase de paralisação parcial, o um ou mais iniciadores são alimentados com uma taxa de fluxo FRin2, em que a relação entre FRin1 e FRin2 é FRin2 < 0,10 * FRin1.
[018] Em algumas modalidades, a planta de polimerização compreende adicionalmente: E. um compressor, que está (a) situado em comunicação fluida entre a saída da conexão de reciclagem e a entrada de reator e (b) é operado durante a fase de paralisação parcial.
[019] Em algumas modalidades, a planta de polimerização com preende uma válvula de saída de produto, que está situada entre o lado de entrada da conexão de reciclagem e a vazão de produto da planta de polimerização, em que a válvula é mais aberta durante a fase de polimerização do que durante a fase de paralisação parcial.
[020] A presente revelação fornece adicionalmente um processo para a preparação de um produto a jusante que compreende as seguintes etapas de preparação: (a) preparar um polímero à base de etileno por meio de um processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11; e (b) tratar adicionalmente o polímero à base de etileno para obter o produto a jusante.
[021] Em algumas modalidades, o polímero à base de etileno ob tido ou o produto a jusante é convertido em um corpo conformado.
[022] A presente revelação fornece adicionalmente uma planta de polimerização para polimerização que compreende os seguintes componentes em comunicação fluida: A. um reator que tem uma entrada de reator e uma saída de reator; B. conexão de reciclagem (60) posicionada em comunicação fluida entre a saída de reator (31) e a entrada de reator (29); em que a planta de polimerização compreende uma válvula (65), que está situada em comunicação fluida com a conexão de reciclagem, ou que está situada em comunicação fluida com um componente situado entre a saída de reator (31) e a entrada da conexão de reciclagem, e a válvula (65) quando está em uma posição aberta fornece comunicação fluida para um receptor (70); em que a válvula (65) é configurada para se mover para uma posição aberta à medida que a pressão na conexão de reciclagem (60) excede uma pressão definida.
[023] Em algumas modalidades, o receptor (70) é um queimador ou um craqueador, ou ambos.
Descrição dos desenhos
[024] As Figuras a seguir ilustram diversas modalidades da matéria revelada no presente documento. A matéria reivindicada pode ser compreendida com referência à descrição a seguir tomada em conjunto com as Figuras anexas, em que as referências numéricas semelhantes identificam elementos semelhantes, e em que:
[025] A Figura 1 é um desenho esquemático de uma planta de po-limerização de acordo com uma modalidade da presente revelação.
[026] A Figura 2 é um desenho esquemático que mostra uma modalidade do fluxo de fluidos através de uma planta de polimerização durante a fase de polimerização.
[027] A Figura 3 é um desenho esquemático que mostra uma modalidade do fluxo de fluidos através de uma planta de polimerização durante a fase de paralisação parcial.
[028] A Figura 4 é um gráfico de uma modalidade da pressão no reator à medida que o reator entra em uma fase de paralisação parcial. Descrição Detalhada da Invenção
[029] A presente revelação será agora descrita com maiores detalhes doravante. No entanto, esta invenção pode ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades apresentadas no presente documento; em vez disso, essas modalidades são fornecidas de modo que esta revelação satisfaça requisitos legais aplicáveis. Desse modo, será evidente para aquele versado na técnica que as modalidades podem incorporar alterações e modificações sem se afastar do escopo geral. Pretende-se incluir todas as modificações e alterações na medida em que se as modificações e alterações se enquadram no escopo das reivindicações anexas ou dos equivalentes das mesmas.
[030] Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindica ções, as formas singulares de “um”, “uma”, “o” e “a” incluem referentes plurais a menos que o contexto indique claramente o contrário.
[031] Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindicações, os termos “que compreende”, “que contém” ou “que inclui” significam que pelo menos o citado composto, elemento, material, partícula ou etapa de método, etc., está presente na composição, no artigo, ou no método, mas não exclui a presença de outros compostos, elementos, materiais, partículas ou etapas de método, etc., mesmo se tais outros compostos, elementos, materiais, partículas ou etapas de método, etc., tiverem a mesma função como a que é citado, a mesmo que expressamente excluído nas reivindicações. Também deve ser entendido que a menção de uma ou mais etapas de método não exclui a presença de etapas adicionais de método antes ou após as etapas mencionadas combinadas ou etapas interventivas de método entre aquelas etapas expressamente identificadas.
[032] Ademais, também deve ser entendido que a marcação das etapas de processo ou ingredientes é um meio para identificar ativado- res ou ingredientes distintos e a marcação mencionada pode estar disposta em qualquer sequência, a menos que expressamente indicado.
[033] Com o propósito da presente descrição e das reivindicações a seguir, exceto quando indicado o contrário, os números que expressam quantidades, grandezas, porcentagem, e assim por diante, devem ser entendidas como sendo modificadas pelo termo “cerca de”. Além disso, as faixas incluem qualquer combinação dos pontos máximo e mínimo revelados e incluem quaisquer faixas intermediárias nos mesmos, que podem ser especificamente enumeradas ou não no presente documento.
[034] Na presente descrição, o termo “primeiro” se refere à ordem na qual uma espécie particular é apresentada e não indica necessariamente que uma “segunda” espécie será apresentada. Por exemplo, “primeira composição polimérica” se refere à primeira de pelo menos uma composição polimérica. O termo não reflete a prioridade, importância ou significância de qualquer outro modo. Os termos semelhantes usados que podem ser usados no presente documento incluem “segundo”, “terceiro”, “quarto”, etc.
[035] Na presente descrição, o termo “α-olefina” ou “alfa-olefina” significa uma olefina da Fórmula CH2=CH-R, em que R é uma alquila linear ou ramificada que contém a partir de 1 a 10 átomos de carbono. A α-olefina pode ser selecionada, por exemplo, a partir de: propileno, 1- buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-dodeceno e similares.
[036] Na presente descrição, o termo “vinila” significa uma porção química C2H3.
[037] Na presente descrição, os termos “monômero” e “comonô- mero” são usados de forma intercambiável. Os termos significam qualquer composto com uma porção química polimerizável que é adicionada a um reator a fim de produzir um polímero. Naqueles casos em que um polímero é descrito como compreendendo um ou mais monômeros, por exemplo, um polímero que compreende propileno e etileno, o polímero, certamente, compreende unidades derivadas a partir dos monômeros, por exemplo, -CH2-CH2-, e não o próprio monômero, por exemplo, CH2=CH2.
[038] Na presente descrição, o termo “polímero” significa um composto macromolecular preparado por meio da polimerização de monô- meros do mesmo tipo ou diferente. O termo “polímero” inclui homopolí- meros, copolímeros, terpolímeros, interpolímeros e assim por diante.
[039] Na presente descrição, o termo “polímero à base de etileno”é usado no presente documento amplamente para incluir polímeros, como polietileno, copolímeros de etileno-alfa-olefina (EAO), e copolíme- ros de etileno que têm pelo menos 40 por cento em peso de etileno polimerizado com a quantidade restante de um ou mais comonômeros, como acetato de vinila. Os polímeros à base de etileno podem ser produzidos por meio de uma variedade de processos incluindo processos contínuos e de batelada como o uso de reatores únicos, escalonados ou sequenciais, processos de leito fluidizado, solução e pasta fluida e um ou mais catalisadores incluindo, por exemplo, sistemas heterogêneos e homogêneos e catalisadores Ziegler, Phillips, metaloceno, sítio único e de geometria constrita para produzir polímeros que têm combinações diferentes de propriedades.
[040] Na presente descrição, o termo “comunicação fluida” se refere ao transporte de um fluido entre um primeiro componente e um segundo componente. A comunicação fluida pode ocorrer direta ou indiretamente através de um ou mais componentes adicionais. O termo “comunicação fluida direta” se refere à comunicação fluida que ocorre diretamente entre um primeiro componente e um segundo componente. A “comunicação fluida direta” pode incluir um ou mais componentes triviais, como um tubo de união ou uma válvula situada entre o primeiro componente e o segundo componente.
[041] Na presente descrição, o termo “taxa de fluxo” se refere ao transporte de uma quantidade de um material durante um período de tempo específico. A quantidade pode ser medida com base no volume ou massa por tempo. O material pode assumir diversas formas, incluindo sólidos, líquidos e gases. No presente documento, o fluxo de certos materiais é, de preferência, medido em massa por unidade de tempo, isto é, por exemplo, como kg/s (quilogramas por segundo) ou como t/h (toneladas por hora). Uma ou mais taxas de fluxo diferentes podem ser aplicadas às diversas fases do processo, tais níveis podem ser designados por números ordinais como FR1, FR2, FR3, etc. e o material pode ser designado por subscritos como FRa, FRb, FRc, etc. Tais designações de taxa de fluxo relacionadas a material incluem FRE para uma taxa de fluxo de etileno e FRin para uma taxa de fluxo de iniciador.
[042] Na presente descrição, o termo “golpe” se refere a uma ra jada de fluxo de fluido aumentada.
[043] Na presente descrição, o termo “entrada” se refere a um ponto de acesso em que o fluido entra em um componente. O termo “entrada” é definido de forma mais completa pela direção do fluxo do fluido, incluindo a direção do fluxo durante a operação de rotina do componente, desempenho projetado ou função primária.
[044] Na presente descrição, o termo “entrada de reator” se refere à abertura do reator de polimerização através da qual uma maior parte dos reagentes, expressa como massa, é introduzida no reator.
[045] Na presente descrição, o termo “saída” se refere a um ponto de egresso em que o fluido sai de em um componente. O termo “saída” é definido de forma mais completa pela direção do fluxo do fluido, incluindo a direção do fluxo durante a operação de rotina do componente, desempenho projetado ou função primária.
[046] Na presente descrição, o termo “saída de reator” se refere à abertura do reator de polimerização através da qual uma maior parte da mistura de reação dentro do reator de polimerização, expressa como massa, é descarregada.
[047] Na presente descrição, o termo “fase de paralisação parcial” se refere a uma fase durante a qual a pressão no reator é reduzida e a reação de polimerização no reator é desacelerada ou cessada. Uma paralisação parcial pode ser usado para evitar uma paralisação completa, em que a causa pode ser certas falhas da planta de polimerização, atividades de manutenção ou medidas de segurança precautórias.
[048] Na presente descrição, o termo “pressão” se refere à força aplicada perpendicular à superfície de um objeto por unidade de área sobre o qual a força é distribuída e é medida em MPa. No presente documento, os processos de polimerização usam diversos tipos de equipamentos. Um ou mais níveis de pressão diferentes podem ser aplicados diversos tipos de equipamentos, tais níveis podem ser designados por números ordinais, como P1, P2, P3, etc. e o equipamento pode ser designado por subscritos, como Pa, Pb, Pc, etc. Tais designações de pressão relacionadas a equipamento incluem pr para uma pressão no reator de polimerização e pc para uma pressão na conexão de reciclagem.
[049] “Peso molecular por média ponderada” é medido por GPC (cromatografia de permeação em gel) em um cromatógrafo de permea- ção em gel Waters 150 equipado com detector de índice de refração diferencial (DRI) e fotômetro de dispersão de luz em linha Chromatix KMX-6. O sistema é usado a 135 °C com 1,2,4-triclorobenzeno como a fase móvel. São usadas colunas de gel de poliestireno Shodex (Showa Denko America, Inc.) 802, 803, 804 e 805. Essa técnica é discutida em "Liquid Chromatography of Polymers and Related Materials III", J. Ca- zes, editor, Marcel Dekker, 1981, página 207. Nenhuma correção para difusão de coluna é empregada. O peso molecular por média ponderada é calculado a partir de tempos de eluição. As análises numéricas são realizadas com o uso do software customizado Beckman/CIS comercialmente disponível em conjunto com o pacote de permeação em gel padrão.
[050] Em modalidades genéricas, a presente revelação fornece um processo para a polimerização de etileno e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter um polímero à base de etileno em uma planta de polimerização que compreende um reator de polimerização que tem uma entrada de reator e que tem uma saída de reator, em que a planta de polimerização inclui A. um lado de entrada de reator, que está situado a montante da entrada de reator e um lado de saída de reator, que está situado a jusante da saída de reator; e B. uma conexão de reciclagem que tem uma entrada em comunicação fluida com o lado de saída de reator da planta de polimerização e uma saída em comunicação fluida com o lado de entrada de reator da planta de polimerização e que tem um fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização para a conexão de reciclagem e a partir da conexão de reciclagem até o lado de entrada de reator da planta de polimerização, em que o processo compreende uma fase de polimerização, uma fase de paralisação parcial e as etapas de: i. durante a fase de polimerização, reagir etileno, e opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter o polímero à base de eti- leno em uma pressão de operação no reator pr1 e uma pressão de operação na conexão de reciclagem pc1, ii. para entrar na fase de paralisação parcial, reduzir a pressão no reator a partir da pressão de pr1 a uma pressão de pr2 mediante o aumento da taxa de fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização na conexão de reciclagem, em que a relação entre pr1 e pr2 é pr2 < 0,85 * pr1; e iii. para sair da fase de paralisação parcial e reentrar na fase de polimerização, aumentar a pressão no reator a partir da pressão de pr2 para uma pressão de pr3, em que a relação entre pr2 e pr3 é pr3 > 1,1 * pr2.
[051] O processo para polimerização de etileno para obter um polímero à base de etileno pode render copolímeros ou homopolímeros de polietileno dependendo dos reagentes. Como tal, o produto polimérico é, de preferência, um homopolímero de polietileno, um copolímero de polietileno ou um derivado do mesmo.
[052] Os exemplos de polímeros à base de etileno incluem polieti-leno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), polietileno de peso molecular ultrabaixo (ULMWPE ou PE-WAX), polieteno de peso molecular alto (HMWPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de média densidade (MDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de densidade muito baixa (VLDPE) e polietileno clorado (CPE). Os polímeros à base de eti- leno preferenciais são um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), polietileno de baixa densidade (LDPE) e são, com mais preferência, polietileno de baixa densidade (LDPE).
[053] É preferencial que o polímero à base de etileno tenha um peso molecular por média ponderada determinado por GPC com um detector de dispersão de luz na faixa a partir de 500 a 5.000.000 g/mol, de preferência, na faixa de 750 a 1.000.000 g/mol, com mais preferência, na faixa a partir de 1.000 a 500.000 g/mol.
[054] Em uma modalidade, o polímero à base de etileno tem uma densidade na faixa a partir de 0,89 a 0,96 g/cm3, de preferência, na faixa a partir de 0,90 a 0,95 g/cm3, com mais preferência, na faixa a partir de 0,91 a 0,94 g/cm3.
[055] O processo de reação pode envolver reagir etileno com um ou mais comonômeros.
[056] Os copolímeros de polietileno podem ser polímeros ordena dos, polímeros parcialmente ordenados e polímeros não ordenados. Em uma modalidade particular, o teor das unidades de comonômero de não etileno se situa na faixa de 0,0001 a 60% em peso, de preferência, na faixa de 0,001 a 50% em peso, com mais preferência, na faixa de 0,01 a 40% em peso, com base no peso total do copolímero.
[057] 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 ani- drido de um ácido carboxílico α,β-insaturado ou uma olefina. 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. Os ácidos carboxílicos α,β-insaturados preferenciais nesse contexto são, de preferência, ácidos C3-C8 carboxí- lico α,β-insaturados, de preferência, um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacô- nico, ácido acrílico, ácido metacrílico e ácido crotônico ou derivados de um ou mais dos mesmos. Os ésteres de ácidos carboxílicos α,β-insatu- rados 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 3 a 13 átomos de carbono. Os a,e-ésteres preferenciais são um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: metacrilato de metila, metacri- lato 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. Ademais, os ânions de carboxilato, de preferência, acetato de vinila, podem ser empregados como comonômeros. Os anidridos preferenciais são selecionados a partir do grupo que consiste em: anidrido metacrílico, anidrido maleico e anidrido itacônico.
[058] Em uma modalidade, o comonômero é um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: 1-hexeno, ácido acrílico, acri- lato de n-butila, acrilato de terc-butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de vinila e propionato de vinila.
[059] 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 viniltri- metoxissilano ou viniltrietoxissilano.
[060] O processo de polimerização pode envolver um ou mais ini ciadores ou catalisadores. Os iniciadores úteis podem ser iniciadores radicais, iniciadores coordenadores ou mistura de dois ou mais desses compostos.
[061] Os iniciadores radicais são substâncias que podem produzir espécies radicais sob as condições no reator de polimerização, por exemplo, iniciadores de polimerização peroxídicos, oxigênio, ar ou compostos azo. Em uma modalidade preferencial da revelação, as polimeri- zações são executadas com o uso de oxigênio, alimentado na forma de O2 puro ou como ar. A iniciação com o uso de peróxidos orgânicos ou compostos azo também representa uma modalidade preferencial da presente revelação. Os azoalcanos (diazenos), ésteres azodicarboxíli- cos, dinitrilas azodicarboxílicas e hidrocarbonetos que se decompõem em radicais livres e também são denominados de iniciadores C-C também são adequados. É possível usar iniciadores individuais ou, de preferência, misturas de vários iniciadores. Uma faixa grande de iniciadores, em particular, peróxidos, está comercialmente disponível, por exemplo, os produtos de Akzo Nobel oferecidos sob as marcas registradas Trigonox® ou Perkadox®.
[062] Os iniciadores de polimerização peroxídicos adequados incluem, por exemplo, 1,1-di(terc-butilperoxi)-ciclohexano, 2,2-di(terc-bu- tilperoxi)butano, -peroxi-3,5,5-trimetilhexanoato de terc-butila, peroxi- benzoato de terc-butila, 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano, cumil peróxido de terc-butila, peróxido de di-terc-butila e 2,5-dimetil-2,5- di(terc-butilperoxi)hex-3-ino e, é dada preferência em particular ao uso de -peroxi-3,5,5-trimetil-hexanoato de terc-butila, di-(2-etil-hexil)peroxi- dicarbonato ou peroxi-2-etil-hexanoato de terc-butila.
[063] Os iniciadores coordenadores úteis compreendem um metal de estado de oxidação variável. Em algumas modalidades, o metal é um metal de transição, um metal do bloco p, um lantanídeo ou um actinídeo.Em modalidades particulares, o iniciador coordenador é um metal de transição selecionado a partir do grupo que consiste em Ti, Zr, Hf, V, Mo, Cr, W e In. Em outras modalidades, os iniciadores coordenadores são baseados nos metais como ligantes com um halogênio ou uma porção orgânica. Adicionalmente aos iniciadores coordenadores, o processo pode conter cocatalisadores. Os exemplos de cocatalisadores úteis são alquil alumínio ou derivados do mesmo.
[064] Uma planta de polimerização de acordo com a presente revelação pode ser usada para a polimerização de etileno e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter um polímero à base de etileno. A planta de polimerização inclui um reator de polimerização, em que ocorre a conversão real de etileno e o um ou mais comonômeros opcionais no polímero à base de etileno, e componentes adicionais. Esses componentes adicionais podem incluir aparelhos para transportar reagentes para o reator, como compressores ou bombas, trocadores de calor, como refrigerantes ou aquecedores, ou aparelhos para a finalização do polímero obtido, como separadores ou peletizadores.
[065] O reator de polimerização de acordo com a presente revelação tem uma entrada de reator e uma saída de reator. A entrada de reator é a abertura do reator de polimerização através da qual uma maior parte dos reagentes, expressa como massa, é introduzida no reator. De preferência, uma maior parte de etileno e do um ou mais como- nômeros opcionais é introduzida através da entrada de reator no reator de polimerização. A saída de reator é a abertura do reator de polimeri- zação através da qual uma maior parte da mistura de reação dentro do reator de polimerização, expressa como massa, é descarregada. De preferência, uma maior parte do polímero à base de etileno obtido e, com mais preferência, todo o polímero à base de etileno obtido é descarregada a partir do reator de polimerização através da saída de reator.
[066] A planta de polimerização de acordo com a presente revelação pode ser consequentemente dividida de forma lógica em um reator de polimerização; um lado de entrada de reator da planta de po- limerização, que está situado, em relação à maior parte dos reagentes introduzidos no reator, a montante da entrada de reator; e um lado de saída de reator, que está situado, em relação à maior parte da mistura de reação descarregada a partir do reator de polimerização, a jusante da saída de reator. Além disso, a planta de polimerização de acordo com a presente revelação inclui adicionalmente pelo menos uma conexão de reciclagem para retornar fluido, que passou do reator de polime- rização para a polimerização. Essa conexão de reciclagem fornece uma comunicação fluida a partir do lado de saída de reator da planta de po- limerização até o lado de entrada de reator da planta de polimerização.
[067] Além da entrada do reator e da saída de reator, o reator de polimerização tem, de preferência, aberturas adicionais através das quais fluidos, como etileno, comonômero ou iniciador, podem fluir, de preferência, de uma maneira controlada, por exemplo, controlada por uma ou mais válvulas.
[068] Em uma modalidade preferencial da presente revelação, o reator é um reator tubular. Em um aspecto dessa modalidade, o reator tem uma distância de fluxo mínima entre sua entrada e sua saída 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.
[069] Em uma outra modalidade, 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 se situa na faixa a partir de 1 a 50 m, de preferência, na faixa a partir de 3 a 30 m, com mais preferência, na faixa a partir de 5 a 20 m. Em um primeiro aspecto, o reator tem pelo menos um agitador dentro do reator. Em um segundo aspecto, a distância de fluxo mínima entre a admissão e a emissão se situa na faixa a partir de 1 a 50 m. Dependendo de diversos fatores, a faixa mínima pode ser a partir de 3 a 30 m ou na faixa a partir de 5 a 20 m.
[070] A planta de polimerização da presente revelação inclui, de preferência, compressores que aumentam a pressão de um fluido na planta de polimerização.
[071] A compressão do fluido é, de preferência, realizada por uma combinação de um compressor primário e um compressor secundário em que o compressor primário, de preferência, comprime primeiramente o fluido a uma pressão a partir de 10 MPa a 50 MPa e o compressor secundário, então, comprime adicionalmente o fluido até a pressão de operação pr1. De preferência, o compressor primário e o compressor secundário são compressores de múltiplos estágios. É adicionalmente possível separar um ou mais estágios de um ou ambos esses compressores e dividir os estágios em compressores separados. Entretanto, uma série de um compressor primário e um compressor secundário pode ser usada para comprimir o fluido até a pressão de operação pr1. Em tais casos, algumas vezes o compressor primário inteiro é designado como o compressor primário. Entretanto, também é comum designar o um ou mais primeiros estágios do compressor primário que comprime o gás de reciclagem a partir do separador de produto de baixa pressão à pressão da alimentação de etileno fresca, como compressor de reforço e, então, apenas o um ou mais estágios subsequentes, como compressor primário, embora o compressor de reforço e os estágios subsequentes sejam todos parte de um aparelho. Um nome usado algumas vezes para o compressor secundário é hipercompressor. A capacidade do compressor secundário, que significa a taxa de alimentação de fluido comprimido a partir da combinação de compressor até o reator é, de preferência, de 60 t/h a 210 t/h, com mais preferência, de 100 t/h a 180 t/h e especialmente preferencial de 120 t/h a 160 t/h.
[072] A planta de polimerização da presente revelação inclui, de preferência, separadores que são 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 planta de polimerização compreende um ou mais separadores, que são precedidos, de preferência, diretamente precedidos, por um ou mais canais de resfriamento. Em uma modalidade, a planta de polimerização 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.
[073] A planta de polimerização da presente revelação inclui adicionalmente uma conexão de reciclagem que é posicionada em comunicação fluida entre a saída de reator e a entrada de reator para retornar fluido que passou do reator de polimerização para a polimerização. A conexão de reciclagem tem uma entrada em comunicação fluida com o lado de saída de reator da planta de polimerização e uma saída em comunicação fluida com o lado de entrada de reator da planta de polime- rização e tem um fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização para a conexão de reciclagem e a partir da conexão de reciclagem até o lado de entrada de reator da planta de poli- merização. O fluido é, de preferência, resfriado passando-se através da conexão de reciclagem, de preferência, até um ponto em que permite uma temperatura de fluido favorável para a reintrodução no compressor.
[074] Em uma modalidade, a queda de temperatura no fluido na passagem através da conexão de reciclagem se situa na faixa a partir de -223,15 a 26,85 °C (50 a 300 K), de preferência, na faixa a partir de - 93,15 a 16,85 (180 a 290), com mais preferência, na faixa a partir de - 73,15 a -13,15 ° C (200 a 260 K). Em uma modalidade, o fluido entra na conexão de reciclagem a uma temperatura na faixa a partir de 100 a 380°C, de preferência, na faixa a partir de 150 a 350°C, com mais preferência, na faixa a partir de 200 a 300°C. Em uma modalidade, o fluido sai da conexão de reciclagem a uma temperatura na faixa a partir de 20 a 80°C, de preferência, na faixa a partir de 30 a 60°C, com mais prefe-rência, na faixa a partir de 35 a 55°C.
[075] Em uma modalidade, o fluido passa através de dois ou mais refrigerantes na conexão de reciclagem. Em um aspecto dessa modalidade, a temperatura do fluido é reduzida em a partir de -253,15 a - 123,15°C (20 a 150 K), de preferência, a partir de -248,15 a -143,15°C (25 a 130 K), com mais preferência, a partir de -238,15 a -163,15°C (35 a 110 K) no primeiro dentre os dois ou mais refrigerantes. Em um outro aspecto dessa modalidade, a temperatura do fluido é reduzida em a partir de -253,15 a -123,15°C (20 a 150 K), de preferência, a partir de - 248,15 a -143,15°C (25 a 130 K), com mais preferência, a partir de - 238,15 a -163,15°C (35 a 110 K) no segundo dentre os dois ou mais refrigerantes.
[076] A conexão de reciclagem permite, de preferência, que o teor de um ou mais produtos/produtos secundários, de preferência, um pro- duto/produto secundário de cera, no fluido seja reduzido. A conexão de reciclagem diminui, de preferência, a % em peso de um ou mais produ- tos/produtos secundários, de preferência, um ou mais produtos/produ- tos secundários de cera 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 a máxima preferência, em pelo menos cerca de 0,1% em peso, sendo que essa diminuição em % em peso é expressa como a % em peso na admissão menos a % em peso na emissão.
[077] A comunicação fluida entre a saída de 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 redução de pressão.
[078] Em uma modalidade, a planta de polimerização compreende uma conexão de reciclagem de alta pressão, que é operada com fluido a uma pressão pc1 na faixa a partir de 15 a 50 MPa, de preferência, na faixa a partir de 20 a 40 MPa, com mais preferência, na faixa a partir de 25 a 35 MPa.
[079] Em uma modalidade, a planta de polimerização compreende uma conexão de reciclagem de baixa pressão, que é operada com fluido a uma pressão na faixa a partir de 0,01 a 20 MPa, de preferência, na faixa a partir de 0,05 a 10 MPa, com mais preferência, na faixa a partir de 0,1 a 5 MPa.
[080] Em uma modalidade, a planta de polimerização compreende uma ou mais conexões de reciclagem que exibem uma queda de baixa pressão entre a entrada e a saída, de preferência, exibindo uma diferença em pressão menor que 50 MPa, com mais preferência, menor que 20 MPa, com a máxima preferência, menor que 5 MPa. Em um aspecto da presente revelação, a planta de polimerização compreende uma conexão de reciclagem de alta pressão que exibe uma queda de baixa pressão entre a entrada e a saída.
[081] A planta de polimerização pode conter componentes adicio nais, como trocadores de calor, válvulas de redução de pressão, etc.
[082] A polimerização é, de preferência, realizada a uma tempera tura na faixa a partir de 100 a 380°C, de preferência, na faixa a partir de 130 a 365°C, com mais preferência, na faixa a partir de 150 a 350°C.
[083] A polimerização é, de preferência, realizada em uma pressão de operação no reator pr1 a partir de 100 a 400 MPa. A pressão de operação no reator pr1 se situa, com mais preferência, na faixa a partir de 125 a 350 MPa e em uma modalidade especialmente preferencial na faixa a partir de 150 a 325 MPa.
[084] O processo da presente revelação compreende uma fase de paralisação parcial. Uma paralisação paragem do motor de acordo com a presente revelação pode ser empregada como uma alternativa para uma paralisação completa e despressurização do reator no ambiente quando a causa da paralisação não exige a paralisação completa da planta de polimerização. Uma paralisação parcial pode evitar um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em: uma eficiência energética, desperdício ou materiais, tempo de inatividade da planta de polimerização e contaminação ambiental reduzida. As vantagens possíveis de uma paralisação parcial durante uma paralisação completa podem ser que a planta de polimerização pode ser retornada mais rapidamente para uma fase de polimerização em operação e que existe menos ou nenhum requisito para a limpeza do reator após a paralisação parcial.
[085] A fim de entrar em uma fase de paralisação parcial de acordo com a presente revelação, a pressão no reator pr1 é reduzida para uma pressão de pr2 mediante o aumento da taxa de fluxo de fluido a partir do reator para uma conexão de reciclagem, de preferência, uma conexão de reciclagem de alta pressão. A relação entre a pressão de operação no reator pr1 e a pressão no reator durante a fase de paralisação parcial Pr2 é pr2 < 0,85 * pr1, de preferência, pr2 < 0,80 * pr1, e com mais preferência, pr2 < 0,75 * pr1.
[086] De preferência, a etapa de redução (ii) para reduzir a pressão no reator a partir de pr1 para pr2 ocorre em um período de tempo a partir de 5 segundos a 15 minutos, de preferência, a partir de 1 a 10 minutos, com mais preferência, a partir de 3 a 7 minutos.
[087] A Figura 4 é um gráfico da pressão no reator à medida que o reator entra em uma fase de paralisação parcial. Isso mostra a despressurização para a fase de paralisação parcial, a partir de uma pressão de reator de pr1 de cerca de 300 MPa a uma pressão reduzida do reator de pr2 de cerca de 200 MPa em cerca de 45 segundos.
[088] Em uma modalidade, o fluxo de fluido aumentado a partir do reator na conexão de reciclagem para entrar na fase de paralisação parcial não é constante, de preferência, que consiste em rajadas de fluxo de fluido aumentado (de outro modo chamadas de “fluxos inesperados”). Em um aspecto dessa modalidade, fluxos inesperados são empregados durante a fase de polimerização operacional e fluxos inesperados continuam a ser empregados mediante a entrada na fase de paralisação. A queda de pressão no reator mediante a entrada na fase de paralisação parcial pode ser aumentada mediante o aumento da amplitude dos fluxos inesperados ou aumento da frequência dos fluxos inesperados ou ambos.
[089] Em uma modalidade preferencial do processo, a entrada na fase de paralisação parcial é iniciada em resposta a um evento selecionado a partir do grupo que consiste em: (a) uma temperatura medida na planta de polimerização que é além de um valor limite, de preferência, uma temperatura que excede um valor limite, de preferência, no reator; (a) uma pressão medida na planta de polimerização que é além de um valor limite, de preferência, uma pressão que excede um valor limite, de preferência, no reator; (c) um componente da planta de polimerização que falha ou de outro modo que não opera normalmente.
[090] Em uma modalidade preferencial da presente revelação, a conexão de reciclagem ou um componente situado em comunicação fluida entre o lado de saída do reator e a entrada da conexão de reciclagem, na qual o reator é despressurizado, compreende uma válvula que tem uma posição fechada e uma posição aberta e a válvula fornece co-municação fluida com um receptor para o recebimento de fluido a partir da conexão de reciclagem através da válvula quando a válvula está na posição aberta. A válvula se move a partir da posição fechada para a posição aberta à medida que a pressão na conexão de reciclagem excede uma pressão definida pc2, em que a relação entre pc1 e pc2 é pc1 < pc2 < 1,5 * pc1; de preferência, pc1 < pc2 < 1,3 * pc1; e com mais preferência, pc1 < pc2 < 1,2 * pc. A válvula se move a partir da posição aberta para a posição fechada à medida que a pressão na conexão de reciclagem diminui abaixo de uma pressão redefinida pc3, em que a relação entre p13 131 131 c e pc é 0,7 pc < pc < pc ; de preferência, 0,75 pc < pc < pc ; e com mais preferência, 0,8 * pc1 < pc3 < pc1. Em um aspecto dessa modalidade, a válvula se abre em uma pressão na faixa a partir de 25 a 35 MPa, de preferência, na faixa a partir de 26 a 32 MPa, com mais preferência, na faixa a partir de 27 a 31 MPa. Em um aspecto dessa modalidade, a válvula se fecha em uma pressão na faixa a partir de 18 a 30 MPa, de preferência, na faixa a partir de 20 a 28 MPa, com mais preferência, na faixa a partir de 22 a 25 MPa.
[091] O receptor para o recebimento de fluido a partir da conexão de reciclagem é, de preferência, um queimador ou um craqueador, ou ambos. Os queimadores preferenciais no contexto da presente revelação são adequados para a combustão de material, de preferência, de fluido. Em uma modalidade da presente revelação, a planta de polime- rização compreende um ou mais queimadores. Os craqueadores preferenciais no contexto da presente revelação são adequados para obtenção de etileno a partir de um hidrocarboneto, de preferência, mediante a ruptura de uma ligação de carbono-carbono. Em um aspecto dessa modalidade, o craqueador é uma planta de polimerização de etileno que compreende uma ou mais unidades de planta de polimerização de eti- leno para converter um hidrocarboneto em etileno. Em um aspecto dessa modalidade, o craqueador compreende um desidrogenador que tem capacidade para remover hidrogênio para obter uma ligação C=C insaturada.
[092] De preferência, o fluxo de etileno para a planta de polimeri-zação é menor durante a fase de paralisação parcial do que durante a fase de polimerização operacional e a relação entre FRE1, que é a taxa de fluxo de etileno suprido para a planta de polimerização durante a fase de polimerização, e FRE2, que é a taxa de fluxo de etileno suprido para a planta de polimerização durante a fase de paralisação parcial, é FRE2 < 0,1 * FRE1; de preferência, FRE2 < 0,05 * FRE1; com mais preferência, FRE2 < 0,01 * FRE1 e com a máxima preferência, nenhum etileno flui na planta de polimerização durante a fase de paralisação parcial. De preferência, o fluxo de comonômero para o reator também é menor durante a fase de paralisação parcial do que durante a fase de polimerização operacional e, com a máxima preferência, nenhum comonômero é suprido para o reator durante a fase de paralisação parcial.
[093] Ademais, de preferência, o fluxo de iniciador para o reator é menor durante a fase de paralisação parcial do que durante a fase de polimerização operacional e a relação entre FRin1, que é a taxa de fluxo do um ou mais iniciadores alimentados para a planta de polimerização durante a fase de polimerização, e FRin2, que é a taxa de fluxo do um ou mais iniciadores alimentados para a planta de polimerização durante a fase de paralisação parcial, é FRin2 < 0,1 * FRin1; de preferência, FRin2 < 0,05 * FRin1; com mais preferência, FRin2 < 0,01 * FRin1 e com a máxima preferência, nenhum iniciador é alimentado para a planta de polimeriza- ção durante a fase de paralisação parcial.
[094] Em uma modalidade preferencial da presente revelação, um ou mais compressores operam durante a fase de paralisação parcial. De preferência, o compressor em conexão fluida com o reator (denominado acima como o compressor “secundário”) opera durante a paralisação parcial. É adicionalmente preferencial que um compressor situado em comunicação fluida com a entrada do compressor secundário (denominado acima como o compressor “primário”) opere durante a fase de paralisação parcial. De preferência, o compressor primário está operando no modo ocioso durante a paralisação parcial, em que o fluxo de fluido através do compressor primário durante a fase de paralisação parcial é menor que aquele durante a fase de polimerização operacional, com mais preferência, com nenhum ingresso significativo de fluido na entrada de compressor primário.
[095] De preferência, a planta de polimerização compreende uma válvula de saída de produto, que está situada entre o lado de entrada da conexão de reciclagem e a vazão de produto da planta de polimeri- zação, em que a válvula é mais aberta durante a fase de polimerização do que durante a fase de paralisação parcial. Em um aspecto dessa modalidade, a área em corte transversal da abertura na válvula durante a fase de paralisação parcial é menor que a área em corte transversal da abertura na válvula durante a fase de polimerização, de preferência, a área em corte transversal da abertura na válvula durante a fase de paralisação parcial é menor que 50%, com mais preferência, menor que 10%, com mais preferência ainda, menor que 2% da abertura na válvula durante a fase de polimerização; e com a máxima preferência, a válvula de saída de produto é completamente fechada durante a fase de paralisação parcial.
[096] Para a saída a partir da fase de paralisação parcial e reentrada na fase de polimerização, a pressão no reator é aumentada a partir da pressão de pr2 para uma pressão de pr3, em que a relação entre pr2 e pr3 é pr3 > 1,1 * pr2, de preferência, pr3 > 1,15 * pr2; e com mais preferência, pr3 > 1,2 * pr2. Em uma modalidade preferencial da presente revelação, durante a etapa de aumento de pressão (iii), primeiramente a pressão dentro do reator é aumentada e, então, a taxa de fluxo do um ou mais iniciadores alimentados para a planta de polimerização é aumentada a partir de FRin2 para uma taxa de fluxo maior depois que uma pressão suficientemente alta dentro do reator foi alcançada. Se o iniciador for introduzido no reator em mais de uma posição do reator, o aumento da taxa de fluxo do um ou mais iniciadores não é, de preferência, realizado em todas as posições ao mesmo tempo, mas subsequentemente para as posições individuais. Conectado com a taxa de fluxo aumentada do um ou mais iniciadores para o reator, também, a taxa de fluxo de etileno suprido para a planta de polimerização aumenta.
[097] A Figura 1 mostra um desenho esquemático de uma planta de polimerização 100 de acordo com uma modalidade da presente revelação. A polimerização é realizada em um reator tubular 30. O etileno 10 e agentes de transferência de cadeia opcionais 17 são combinados como um fluido e introduzidos através de um compressor primário 20, combinados com comonômeros opcionais 12 através de um compressor secundário 22, e um pré-aquecedor 25 através da entrada 29 do reator 30 no reator 30. O iniciador 15 é introduzido no reator 30 em quatro posições.
[098] Após o reator 30, o fluido passa a partir da saída do reator 31 através de uma válvula de redução de alta pressão 35 e um refrigerante pós-reator 38 em um separador de alta pressão 40 em que ocorre uma separação em uma composição gasosa e uma composição líquida.
[099] Os produtos líquidos a partir do separador de alta pressão40 passam através de uma válvula 42 para um separador de baixa pressão 45 para a separação adicional em uma composição gasosa e um líquido. Os produtos líquidos a partir do separador de baixa pressão 45 passam para um peletizador 50 que emite péletes sólidos do produto 52.
[0100] Uma conexão de reciclagem de alta pressão 60 fornece uma conexão fluida entre a saída 31 e a entrada 29 do reator. A conexão de reciclagem de alta pressão 60 inclui um ou mais refrigerantes 62 e um ou mais separadores 63.
[0101] A conexão de reciclagem de alta pressão 60 pode ser em comunicação fluida com um receptor 70, como um queimador ou um craqueador através de uma válvula operada por pressão 65. A comunicação fluida entre a conexão de reciclagem de alta pressão 60 e o receptor 70 é estabelecida acima de uma pressão definida na conexão de reciclagem 60.
[0102] Uma conexão de reciclagem de baixa pressão 80 também fornece uma conexão fluida entre a saída 31 e a entrada 29 do reator. A conexão de reciclagem de baixa pressão 80 inclui um ou mais refrigerantes 82 e um ou mais separadores 83.
[0103] A Figura 2 é um desenho esquemático que mostra o fluxo de fluidos através de uma planta de polimerização durante a fase de poli- merização. O etileno 10 e comonômeros opcionais 12 entram como fluido no lado de entrada de reator da planta de polimerização 27 e fluem através da entrada de reator 29 no reator 30. O fluido sai do reator 30 através da saída de reator 31 e flui no lado de saída de reator da planta de polimerização 33 em que o fluido é separado em (i) produto 52 que sai da planta de polimerização e (ii) fluido residual para a reciclagem que flui na conexão de reciclagem 60. Após a passagem através da conexão de reciclagem 60, o fluido passa novamente para o lado de entrada da planta de polimerização 27 para reentrar no reator 30. Uma única conexão de reciclagem 60 é mostrada na Figura 2, mas a planta de polimerização também pode ser configurada com uma ou mais conexões de reciclagem adicionais 80 em paralelo com a conexão de re-ciclagem 60, sendo que cada uma permite o fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização 33 até o lado de entrada de reator da planta de polimerização 27.
[0104] A Figura 3 é um desenho esquemático que mostra o fluxo de fluidos através de uma planta de polimerização durante a fase de paralisação parcial. Durante a fase de paralisação parcial, pouco ou nenhum material de reagente entra na planta de polimerização e pouco ou nenhum material de produto sai da planta de polimerização. O material é impedido de entrar na planta de polimerização mediante o fechamento das válvulas 19 no lado de entrada de reator da planta de polimerização e de sair da planta de polimerização mediante o fechamento das válvulas 42 no lado de saída de reator da planta de polimerização. O fluido entra no reator 30 através da entrada de reator 29 depois de ter passado em componentes situados no lado de entrada de reator da planta de polimerização 27. O fluido sai do reator 30 através da saída de reator 31 e passa através de componentes situados no lado de saída de reator da planta de polimerização 33 antes de entrar na conexão de reciclagem 60. O fluido passa através da conexão de reciclagem 60 para retornar para o lado de entrada de reator da planta de polimerização 27. Parte do fluido sai da conexão de reciclagem 60 através de uma válvula aberta 65 para um receptor 70, em vez de retornar para o lado de entrada de reator da planta de polimerização 27.
[0105] Em um aspecto, a presente revelação se refere a um pro cesso para a preparação de um produto a jusante que compreende as seguintes etapas de preparação: (a) preparar um polímero à base de etileno por meio de um processo de polimerização de acordo com a presente revelação; e (b) tratar adicionalmente o polímero à base de etileno para obter o polímero a jusante.
[0106] Em um aspecto adicional, a presente revelação se refere a um processo em que o polímero à base de etileno obtido ou o produto a jusante é convertido em um corpo conformado.
[0107] A presente revelação também se refere a uma planta de po- limerização para polimerização que compreende os seguintes componentes em comunicação fluida: A. um reator que tem uma entrada de reator e uma saída de reator; B. conexão de reciclagem (60) posicionada em comunicação fluida entre a saída de reator (31) e a entrada de reator (29); em que a planta de polimerização compreende uma válvula (65), que está situada em comunicação fluida com a conexão de reciclagem, ou que está situada em comunicação fluida com um componente situado entre a saída de reator (31) e a entrada da conexão de reciclagem, e a válvula (65) quando está em uma posição aberta fornece comunicação fluida para um receptor (70), de preferência, um queimador ou um craqueador, ou ambos; em que a válvula (65) é configurada para se mover para uma posição aberta à medida que a pressão na conexão de reciclagem (60) excede uma pressão definida.
Exemplos
[0108] Os exemplos a seguir estão incluídos para demostrar modalidades. Deve ser compreendido pelos indivíduos versados na técnica que as técnicas reveladas nos exemplos que se seguem representam técnicas constatadas como de bom funcionamento e, desse modo, podem ser consideradas como constituindo os modos exemplificadores da prática. No entanto, aqueles versados na técnica devem, à luz da presente revelação, observar que muitas alterações podem ser feitas nas modalidades específicas que são reveladas e ainda obter um resultado semelhante ou similar sem se afastar do espírito e escopo desta revelação.
Exemplo 1
[0109] Uma reação de polimerização foi realizada em uma planta de polimerização de acordo com a Figura 1. A pressão de operação no reator Pr1 foi de 300 MPa.
[0110] O reator foi colocado em uma fase de paralisação parcial mediante o aumento da taxa de fluxo de fluido a partir do reator na conexão de reciclagem de alta pressão 60 para obter um perfil de pressão de reator conforme representado na Figura 4. O fluxo na planta de poli- merização de etileno, iniciador, comonômero foi reduzido a zero. Cerca de 10% em peso dos conteúdos do reator fluíram para o queimador e craqueador 70 através da válvula operada por pressão 65.
[0111] A planta de polimerização foi, então, restaurada para uma fase de polimerização mediante a diminuição da taxa de fluxo de fluido a partir do reator na conexão de reciclagem de alta pressão 60 e o aumento do fluxo na planta de polimerização de etileno, iniciador, como- nômero e modificador para valores operacionais.
Exemplo comparativo A
[0112] Uma reação de polimerização foi realizada em uma planta de polimerização de acordo com a Figura 1. A pressão de operação no reator foi de 300 MPa.
[0113] O reator foi desligado mediante a despressurização do reator através de uma descarga para o ambiente. Cerca de 70% em peso dos conteúdos do reator passaram através da descarga para o ambiente. O fluxo na planta de polimerização de etileno, iniciador, copolímero e modificador para a planta de polimerização foi reduzido a zero.
[0114] O reator foi, então, limpo e o processo operacional foi reini ciado. Tabela 1
Figure img0001
[0115] Deve-se compreender que várias alterações, substituições e alterações podem ser feitas no presente documento sem que se desvie do espírito e do escopo desta revelação conforme definido pelas reivin-dicações anexas. Ademais, o escopo do presente pedido não é destinado a ser limitado às modalidades particulares do processo, máquina, manufatura, composição de matéria, meios, métodos e etapas descritas no relatório descritivo. Conforme uma pessoa com habilidade comum na técnica observará prontamente a partir da revelação, os processos, as máquinas, a manufatura, as composições de matéria, os meios, os métodos ou as etapas, presentemente existente ou a serem desenvolvidos posteriormente, que realizam substancialmente a mesma função ou alcançam substancialmente o mesmo resultado das modalidades correspondentes descritas no presente documento podem ser utilizados. Dessa maneira, as reivindicações anexas são destinadas a incluir em seu escopo tais processos, máquinas, manufatura, composições de matéria, meios, métodos ou etapas.

Claims (14)

1. Processo para a polimerização de etileno e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter um polímero à base de etileno em uma planta de polimerização que compreende um reator de polimerização que tem uma entrada de reator e que tem uma saída de reator, em que a planta de polimerização compreende: A. um lado de entrada de reator, que está situado a montante da entrada de reator, e um lado de saída de reator, que está situado a jusante da saída de reator; e B. uma conexão de reciclagem, que tem uma entrada em co-municação fluida com o lado de saída de reator da planta de polimeri- zação e uma saída em comunicação fluida com o lado de entrada de reator da planta de polimerização, e que tem um fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização para a conexão de reciclagem e a partir da conexão de reciclagem até o lado de entrada de reator da planta de polimerização, em que o processo é caracterizado por compreender uma fase de polimerização, uma fase de paralisação parcial e as etapas de: i. durante a fase de polimerização, reagir etileno e, opcionalmente, um ou mais comonômeros, para obter o polímero à base de eti- leno em uma pressão de operação no reator pr1 e uma pressão de operação na conexão de reciclagem pc1, ii. para entrar na fase de paralisação parcial, reduzir a pressão no reator a partir da pressão de pr1 para uma pressão de pr2 mediante o aumento da taxa de fluxo de fluido a partir do lado de saída de reator da planta de polimerização na conexão de reciclagem, em que a relação entre pr1 e pr2 é pr2 ^ 0,85 * pr1; e iii. para sair da fase de paralisação parcial e reentrar na fase de polimerização, aumentar a pressão no reator a partir da pressão de pr2 para uma pressão de pr3, em que a relação entre pr2 e pr3 é pr3 > 1,1 * pr2, em que a planta de polimerização inclui compressores que aumentam a pressão de um fluido na planta de polimerização e a compressão do fluido é realizada por uma combinação de um compressor primário e um compressor secundário e em que o compressor secundário em conexão fluida com o reator e o compressor primário situado em comunicação fluida com a entrada do compressor secundário operar durante a paralisação parcial, e em que um ou mais iniciadores são alimentados no reator e em que, durante a fase de polimerização, o um ou mais iniciadores são alimentados com uma taxa de fluxo FRin1; e durante a fase de paralisação parcial, o um ou mais iniciadores são alimentados com uma taxa de fluxo FRin2, em que a relação de FRinl e FRin2 é FRin2 < 0,10 * FRinl.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão de operação pr1 no reator se situa na faixa de 100 a 400 MPa.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a pressão de operação na conexão de reciclagem pc1 se situa na faixa a partir de 15 a 50 MPa.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de redução (ii) ocorre em um período de tempo de 5 segundos a 15 minutos.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de redução (ii) é iniciada em resposta a um evento selecionado a partir do grupo que consiste em: (a) uma temperatura na planta de polimerização que excede um valor limite; (b) uma pressão na planta de polimerização que excede um valor limite; e (c) uma falha de um componente na planta de polimerização.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a planta de polimerização compreende adicionalmente: C. uma válvula, que está situada na conexão de reciclagem, ou em um componente situado em comunicação fluida entre o lado de saída de reator e a entrada da conexão de reciclagem, em que a válvula tem uma posição fechada e uma posição aberta; e D. um receptor para o recebimento de fluido a partir da conexão de reciclagem através da válvula, quando a válvula estiver na posição aberta, e em que a válvula move a partir da posição fechada para a posição aberta à medida que a pressão na conexão de reciclagem excede uma pressão definida pc2, em que a relação entre pc1 e pc2 é pc1 < Pc2 < 1,5 * Pc1; e a válvula se move a partir da posição aberta para a posição fechada à medida que a Pressão na conexão de reciclagem diminui abaixo de uma Pressão redefinida Pc3, em que a relação entre Pc1 e Pc3 é 0,7 * Pc1 < Pc3 < Pc1.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado Pelo fato de que o recePtor é um queimador ou um craqueador, ou ambos.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado Pelo fato de que, durante a fase de Polimerização, etileno é suPrido Para a Planta de Polimerização com uma taxa de fluxo FRE1 e, durante a fase de Paralisação Parcial, etileno é suPrido Para a Planta de Polimerização com uma taxa de fluxo FRE2, em que a relação entre FRE1 e FRE2 é FRE2 < 0,1 * FRE1.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a planta de polimerização compreende adicionalmente: E. um compressor, que (a) está situado em comunicação fluida entre a saída da conexão de reciclagem e a entrada de reator, e (b) é operado durante a fase de paralisação parcial.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a planta de polimerização compreende uma válvula de saída de produto, que está situada entre o lado de entrada da conexão de reciclagem e a vazão de produto da planta de polimerização, em que a válvula é mais aberta durante a fase de polimerização do que durante a fase de paralisação parcial.
11. Processo para preparação de um produto a jusante, ca-racterizado pelo fato de que compreende as etapas de preparação a seguir: (a) preparar um polímero à base de etileno por meio de um processo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10; e (b) tratar adicionalmente o polímero à base de etileno para obter o produto a jusante.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o polímero à base de etileno obtido ou o produto a jusante é convertido em um corpo conformado.
13. Planta de polimerização para polimerização, caracterizada pelo fato de que compreende os seguintes componentes em comunicação fluida: A. um reator que tem uma entrada de reator e uma saída de reator; B. conexão de reciclagem (60) posicionada em comunicação fluida entre a saída de reator (31) e a entrada de reator (29); em que a planta de polimerização compreende uma válvula (65), que está situada em comunicação fluida com a conexão de reciclagem, ou que está situada em comunicação fluida com um componente situado entre a saída de reator (31) e a entrada da conexão de reciclagem, e a válvula (65) quando está em uma posição aberta fornece comunicação fluida para um receptor (70); em que a válvula (65) é configurada para se mover para uma posição aberta à medida que a pressão na conexão de reciclagem (60) excede uma pressão definida.
14. Planta de polimerização de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o receptor (70) é um queimador ou um craqueador, ou ambos.
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