BR112018013600B1

BR112018013600B1 - Sistema para tratamento contínuo de material polimérico reciclado

Info

Publication number: BR112018013600B1
Application number: BR112018013600-0A
Authority: BR
Inventors: Amalia Gil; Domenic DiMondo; Radek Rybicki
Original assignee: Greenmantra Recycling Technologies Ltd
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2022-03-29
Also published as: CN108883551B; MX2018008117A; WO2017113020A1; JP6795601B2; EP3397442A4; JP2019508524A; EP3397442B1; US20170232416A1; CN113400521A; EP4410510A2; EP3397442A1; CA3009917A1; BR112018013600A2; CN113400520A; CN108883551A

Abstract

Sistema para tratamento contínuo de material polimérico reciclado

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[0001] Este pedido está relacionado e reivindica benefícios de prioridade ao pedido de patente provisório dos EUA com o n° de série 62/273.411, depositado em 30 de dezembro de 2015, intitulado "Reactor for Continuously Treating Polymeric Material". O pedido provisório '411 é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

Campo de Invenção

[0002] A presente invenção refere-se a um método de montagem de um reator para tratar material polimérico, e usando o reator para tratar material polimérico.

Antecedentes da Invenção

[0003] Fabricantes de equipamentos mecânicos, embaladores de alimentos e outros usuários de cera e graxa para lubrificação e vedação têm uma necessidade contínua por composições de cera e graxa. A fabricação dessas ceras e graxas é cara, devido à exigência de alimentação de petróleo caro no processo de fabricação.

[0004] Seria vantajoso empregar resíduos de polietileno prontamente disponíveis e reciclá-los para produzir ceras e graxas a um custo menor.

[0005] Seria vantajoso ter um processo relativamente barato para a produção de estoque de base de cera e graxa. Tal processo idealmente empregaria uma matéria-prima barata e prontamente disponível e usaria um processo barato. Os plásticos/polímeros usados foram utilizados em processos conhecidos para a fabricação de tais produtos. Os resíduos de plástico estão entre os resíduos sólidos que mais crescem, e empregar esses resíduos sólidos para produzir ceras e graxas úteis resolve problemas de descarte de plásticos.

[0006] Além disso, a maioria dos resíduos de polímero/plástico pode ser polietileno e devido à sua não biodegradabilidade, tem vindo a acumular-se na natureza. Os resíduos de polietileno, em geral, são cheios de terra ou queimados, levando à perda de material e desperdício de terra, enquanto que o último resulta na emissão de gases de efeito estufa; apenas uma pequena proporção de resíduos plásticos inteiros está sendo atualmente reciclada como polímeros secundários que são de baixa qualidade e geram retornos financeiros baixos.

[0007] Nos últimos tempos, tem havido esforços consideráveis para converter esses resíduos sólidos poliméricos em produtos úteis, tais como combustíveis, lubrificantes, ceras e estoques de base de graxa. Os processos de conversão existentes podem não ser eficientes o suficiente e podem liberar gases de efeito estufa no ambiente. Além disso, as técnicas atuais podem ser sensíveis à qualidade e à quantidade de alimentação de plástico residual e podem ter um impacto na qualidade do produto final. Isso pode ser especialmente importante, já que os resíduos de plástico podem variar em sua consistência devido aos diferentes graus de plástico.

[0008] É desejável proporcionar um sistema de reator que seja suficientemente versátil para gerar graus diferentes de produtos sem exigir mudanças substanciais nas condições de operação ou rendimento.

Sumário da Invenção

[0009] Em um aspecto específico, o processo de geração de produtos de reação a partir de material polimérico compreende: (a) montagem de um primeiro reator tendo uma primeira zona de reação e incluindo um número total "P" de módulos de reator de "N" módulos de reator, em que "N" é um número inteiro que é maior ou igual a um, em que cada um dos "N" módulos de reator define uma respectiva zona de reação do módulo incluindo um material catalisador aí disposto e está configurada para conduzir um fluxo de material polimérico fundido disposto pelo reator através da respectiva zona de reação do módulo, de tal modo que o fluxo de material polimérico fundido disposto no reator através da respectiva zona de reação do módulo efetua o contato do material polimérico fundido disposto no reator com o material catalisador, efetuando assim a despolimerização do material polimérico fundido disposto no reator, e em que, quando "N" é um número inteiro que é maior ou igual a dois, cada um dos "N" módulos de reator está configurado para ligação, em série, a um ou mais dos outros "N" módulos de reator, de tal modo que uma pluralidade de módulos de reator são ligados um ao outro, em série, e inclui uma pluralidade de zonas de reação de módulo que são dispostas em comunicação fluida entre si, em série, de tal modo que o número total de zonas de reação do módulo corresponde ao número total de módulos de reator conectados, e em que a pluralidade de módulos de reator conectados é configurada para conduzir um fluxo de material polimérico fundido disposto pelo reator através da pluralidade de zonas de reação do módulo, tal que o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da pluralidade de zonas de reação do módulo efetua o contato do material polimérico fundido disposto pelo reator com o material catalisador, efetuando assim a despolimerização do material polimérico fundido disposto no reator, de tal modo que a primeira zona de reação inclui zonas de reação do módulo "P", em que, quando "P" é um número inteiro maior ou igual a dois, a montagem do primeiro reator inclui conectar os "P" módulos de reator um ao outro, em série, tal que as "P" zonas de reação são dispostas em comunicação fluida umas com as outras em série; (b) aquecer o material polimérico para gerar um material polimérico fundido; (c) escoar o material polimérico fundido através da primeira zona de reação para efetuar a geração de um primeiro material de produto de despolimerização; (d) coletar o primeiro material de produto de despolimerização; (e) suspender o fluxo do material polimérico fundido através da primeira zona de reação; e (f) modificar o primeiro reator, tal que, quando "P" é igual a um, a modificação inclui conectar um número total de "R" dos "N-l" módulos de reator que não foram utilizados na montagem do primeiro reator, ao primeiro reator, em que "R" é um número inteiro de 1 a "N-l", tal que outro reator é criado e inclui um número total de "R+l" módulos de reator que são conectados um ao outro, em série, e de tal forma que o outro reator inclui uma segunda zona de reação incluindo "R+l" zonas de reação de módulo, em que o outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, tal que o fluxo do material polimérico fundido disposto no reator através da segunda zona de reação efetua a geração de outro material produto de despolimerização e sua descarga a partir do outro reator; e quando "P" é um número inteiro que é maior ou igual a dois, mas menor ou igual a "N-l", a modificação inclui um de: (a) remover um número total de "Q" dos "P" módulos de reator do primeiro reator, em que "Q" é um número inteiro de um a "P-l", de tal modo que outro reator é criado e inclui um número total de "P- Q" módulos de reator que estão ligados uns aos outros, em série, e de tal modo que o outro reator inclui uma segunda zona de reação incluindo as "P-Q" zonas de reação de módulo, em que o outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, tal que o fluxo do material polimérico fundido disposto no reator através da segunda zona de reação efetua a geração de outro material produto de despolimerização e sua descarga do outro reator, ou (b) conectar um número total de "R" dos "N-P" módulos de reator, que não foram utilizados na montagem do primeiro reator, ao primeiro reator, em que "R" é um número inteiro de 1 a "N-P", tal que outro reator é criado e inclui um número total de "P+R" módulos de reator que estão conectados um ao outro, em série, e também inclui uma segunda zona de reação incluindo "P+R" zonas de reação do módulo, em que o outro reator está configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, de tal modo que o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da segunda zona de reação produza a geração de outro material produto de despolimerização e a sua descarga do outro reator; e quando "P" é igual a "N", a modificação inclui a remoção de um número total de "Q" dos "P" módulos de reator do primeiro reator, em que "Q" é um número inteiro de um a "P-l", tal que seja criado outro reator e inclua um número total de módulos de reator "P-Q" que estão ligados um ao outro, em série, e de tal modo que o outro reator inclui uma segunda zona de reação, incluindo zonas de reação de módulo "P-Q", em que o outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, tal que o escoamento do material polimérico fundido disposto pelo reator através da segunda zona de reação gera outro material produto de despolimerização e sua descarga do outro reator.

[0010] Um método para tratar continuamente o material polimérico pode incluir selecionar um material polimérico sólido; aquecer o material polimérico sólido numa extrusora para criar um material polimérico fundido; filtrar o material polimérico fundido; colocar o material polimérico fundido através de um processo de despolimerização químico num reator para criar um material polimérico despolimerizado; arrefecer o material polimérico despolimerizado; e purificar o material polimérico despolimerizado. Em algumas concretizações, o método também pode incluir a utilização do gás e do óleo criados durante a purificação do material polimérico despolimerizado para executar parte do método.

[0011] Em algumas concretizações, a filtragem envolve um carregador de tela ou um leito de filtro. Em certas concretizações, o material polimérico sólido é um plástico reciclado.

[0012] Em algumas concretizações, o processo de despolimerização utiliza um catalisador, como [Fe-Cu-Mo- P]/Al2O3. Em outras ou nas mesmas concretizações, o processo de despolimerização utiliza um segundo reator. Em certas concretizações, os reatores são conectados em série, empilhados verticalmente e/ou empilhados horizontalmente.

[0013] Em algumas concretizações, o(s) reator(es) incluem misturador(es) estático(s).

[0014] Em algumas concretizações, a purificação utiliza uma de separação flash, leitos absorventes, polimento de argila ou evaporadores de filme.

[0015] Um sistema para tratamento contínuo de material polimérico reciclado pode incluir uma tremonha configurada para alimentar o material polimérico reciclado no sistema; uma extrusora configurada para transformar o material polimérico reciclado em um material fundido; um primeiro reator configurado para despolimerizar o material fundido; um trocador de calor configurado para arrefecer o material fundido despolimerizado; um segundo reator; e/ou um aquecedor separado configurado para auxiliar a extrusora.

[0016] Em certas concretizações, a extrusora utiliza fluido(s) térmico(s) e/ou aquecedor(es) elétrico(s). Em algumas concretizações, os reatores estão ligados em série e/ou utilizam um catalisador, tal como [Fe-Cu-Mo-P]/Al2O3. Em algumas concretizações, o catalisador pode estar contido num recipiente permeável.

[0017] Em certas concretizações, o(s) reator(es) contém(êm) tubo(s) espaçador(es), misturador(es) estático(s) e/ou inserção(ões) anular(es). Em certas concretizações, o(s) misturador(es) estático(s) e/ou inserção(ões) anular(es) são removíveis.

Breve Descrição dos Desenhos

[0018] A FIG. 1 é um fluxograma ilustrando um processo para tratamento de material polimérico.

[0019] A FIG. 2 é um esquema de um sistema incluindo um reator com um total de cinco módulos de reator.

[0020] A FIG. 3 é um esquema do reator ilustrado na FIG. 2, com reator modificado pela remoção de um módulo de reator de tal forma que o reator tem um total de quatro módulos de reator.

[0021] A FIG. 4 é um esquema do reator ilustrado na FIG. 2, com o reator modificado pela adição de um módulo de reator de tal modo que o reator tenha um total de seis módulos de reator.

[0022] A FIG. 5 é esquemática de um sistema incluindo um reator com dois módulos de reator, nomeadamente um módulo de reator de entrada e um módulo de reator de saída.

[0023] A FIG. 6 é uma vista em elevação lateral em corte transversal de um módulo de reator, com um pouco do material de catalisador removido para maior clareza.

[0024] A FIG. 7 é uma vista em elevação de seção transversal a partir de uma extremidade do módulo de reator da FIG. 6, com os defletores e um pouco do material catalisador removido para maior clareza.

[0025] A FIG. 8 é uma vista em elevação lateral em seção transversal dos módulos de reator conectados, com os defletores e o material catalisador removido para maior clareza.

[0026] A FIG. 9 é uma vista em elevação frontal de uma extremidade de um conjunto de tampa de extremidade de um módulo de reator.

[0027] A FIG. 10 é uma vista em elevação lateral em corte transversal da extremidade do conjunto de tampa ilustrado na FIG. 9.

[0028] A FIG. 11 é uma vista em elevação frontal da seção transversal da extremidade do conjunto de tampa de extremidade da FIG. 9, instalado dentro de uma bobina de tubo de um módulo do reator.

[0029] A FIG. 12 é uma vista em elevação frontal de uma extremidade de um conjunto de tampa de um módulo de reator que está oposto à extremidade ilustrada na FIG. 9;

[0030] A FIG. 13 é uma vista em elevação frontal em corte transversal da extremidade do conjunto de tampa ilustrado na FIG. 12, instalado dentro de uma bobina de tubo de um módulo de reator;

[0031] A FIG. 14 é uma vista em perspectiva da seção transversal parcial de uma bobina de tubo, defletores, tela de fios e tubo espaçador de um módulo de reator.

[0032] A FIG. 15 é uma ilustração esquemática de uma porção a montante de um módulo de reator de entrada, com o módulo de reator de entrada sendo mostrado conectado ao aquecedor do sistema.

[0033] A FIG. 16 é uma ilustração esquemática de uma porção a jusante do módulo de reator de entrada, ilustrada na FIG. 15, conectado a uma porção a montante de um módulo de reator de saída do reator.

[0034] A FIG. 17 é uma ilustração esquemática de uma porção a jusante do módulo de reator de saída, ilustrada na FIG. 16, conectada ao trocador de calor do sistema (para arrefecimento do material de produto fundido).

[0035] A FIG. 18 é uma ilustração esquemática de um módulo de reação intermediário que é integrável dentro do reator do sistema ilustrado na FIG. 16

[0036] A FIG. 19 é uma vista em elevação lateral em corte transversal de um reator catalítico com um misturador estático removível configurado para ser aquecido via fluido térmico/sal fundido.

[0037] A FIG. 20 é uma vista em elevação lateral de seção transversal de um reator catalítico com um misturador estático removível configurado para utilizar aquecimento elétrico.

[0038] A FIG. 21 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um reator catalítico com uma inserção anular removível configurada para ser aquecida através de fluido térmico/sal fundido.

[0039] A FIG. 22 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um reator catalítico com uma inserção anelar removível configurada para utilizar aquecimento elétrico.

[0040] A FIG. 23 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um reator catalítico com interiores vazios configurados para serem aquecidos por meio de fluido térmico/sal fundido.

[0041] A FIG. 24 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um reator catalítico com interiores vazios configurados para utilizar aquecimento elétrico.

[0042] A FIG. 25 é uma vista em corte frontal de um grupo de reatores catalíticos como os mostrados nas FIG. 19 a 24 dispostos em paralelo.

[0043] A FIG. 26 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do arranjo de reator catalítico paralelo da FIG. 25 mostrado em uma configuração horizontal.

[0044] A FIG. 27 é uma vista em elevação lateral em seção transversal da configuração do reator catalítico paralelo da FIG. 25 mostrado em uma configuração vertical.

[0045] A FIG. 28 é uma vista em elevação lateral em corte transversal de um arranjo de reator catalítico interno helicoidal vertical com dois reatores conectados em série.

[0046] A FIG. 29 é uma vista em elevação lateral em corte transversal de um arranjo de reator catalítico anular vertical com dois reatores conectados em série.

[0047] A FIG. 30 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um arranjo de reator catalítico vertical com dois reatores vazios conectados em série.

[0048] A FIG. 31 é uma vista em perspectiva de um reator horizontal com um misturador helicoidal removível interno.

Descrição Detalhada das Concretizações Ilustrativas

[0049] Um processo de tratamento de material polimérico, tal como material polimérico residual, dentro de um reator de um sistema, é descrito abaixo. Um material polimérico residual adequado inclui material plástico usado. Plásticos virgens também podem ser usados.

[0050] A FIG. 1 ilustra o processo 10 para o tratamento de material polimérico. O processo 10 pode ser executado em bateladas, mas mais preferencialmente é um processo contínuo. Os parâmetros do Processo 10, incluindo, mas não se limitando a temperatura, vazão de plástico e número total de segmentos de pré-aquecimento, reação ou resfriamento, podem ser modificados para criar produtos finais com pesos moleculares variáveis. Por exemplo, elevar a temperatura e/ou diminuir a vazão através das seções de reação ou alterar o número de seções de reação resultará no produto de um peso molecular mais baixo.

[0051] No Estágio de Seleção de Material 1, a alimentação polimérica é selecionada e/ou preparada para tratamento. Em algumas concretizações, a alimentação polimérica é classificada/selecionada para incluir material de polietileno. Em outras concretizações, a alimentação polimérica é classificada/selecionada para incluir material de polipropileno. Em outras concretizações, a alimentação polimérica é classificada/selecionada para incluir material de polietileno e polipropileno. Em algumas concretizações, a alimentação pode conter até 5% de polipropileno, pequenas quantidades de poliestireno e quantidades vestigiais de aditivos indesejáveis, tais como PVC, cinza, cascalho ou outras partículas desconhecidas.

[0052] Em algumas concretizações, o material selecionado no Estágio de Seleção de Material 1 compreende plásticos reciclados. Em outras ou nas mesmas concretizações, o material selecionado no Estágio de Seleção de Material 1 compreende plásticos reciclados e/ou plásticos virgens.

[0053] Em algumas concretizações, o material selecionado no Estágio de Seleção de Material 1 é aquecido em uma extrusora e sofre o Processo de Pré-Filtração 3. Em algumas concretizações, a extrusora utilizada para aumentar a temperatura e/ou pressão do plástico de entrada é utilizada para controlar as vazões do plástico. Em algumas concretizações, a extrusora é complementada ou substituídatotalmente pela combinação bomba/aquecedor.

[0054] O Processo de Pré-filtração 3 pode empregar trocadores de tela e leitos de filtro, juntamente com outras técnicas/dispositivos de filtragem para remover contaminantes e purificar o material aquecido. O material filtrado resultante é então movido para um Estágio de Pré-aquecimento Opcional 4 que leva o material filtrado a uma temperatura elevada antes de entrar no Estágio de Reação 5. O Estágio de Pré-aquecimento 4 pode empregar, dentre outros dispositivos e técnicas, misturadores estáticos e/ou dinâmicos e trocadores de calor tais como aletas internas e tubos de calor.

[0055] O material no Estágio de Reação 5 sofre despolimerização. Esta despolimerização pode ser uma reação puramente térmica e/ou pode empregar catalisadores. Dependendo do material de partida e do produto final desejado, a despolimerização pode ser usada para uma redução leve ou extrema do peso molecular do material de partida. Em algumas concretizações, o catalisador utilizado é um sistema suportado por zeólita ou alumina ou uma combinação das duas. Em algumas concretizações o catalisador é [Fe-Cu-Mo-P]/Al2O3 preparado por ligação de um complexo ferroso-cobre a uma alumina ou suporte de zeólita e fazendo-o reagir com um ácido que compreende metais e não-metais.

[0056] O Estágio de Reação 5 pode empregar uma variedade de técnicas/dispositivos incluindo, dentre outras coisas, leitos fixos, reatores horizontais e/ou verticais e/ou misturadores estáticos. Em algumas concretizações, o Estágio de Reação 5 emprega múltiplos reatores e/ou reatores divididos em múltiplas seções.

[0057] Após o Estágio de Reação 5, o material despolimerizado entra no Estágio de Resfriamento 6 opcional. O Estágio de Resfriamento 6 pode empregar trocadores de calor, juntamente com outras técnicas/dispositivos para levar o material despolimerizado a uma temperatura operacional antes de entrar no Estágio de Purificação 7.

[0058] Em algumas concretizações, a limpeza/purificação do material através de tais métodos, tais como stripping com nitrogênio ocorre antes do Estágio de Refrigeração 6.

[0059] O Estágio de Purificação 7 envolve o refinamento e/ou descontaminação do material despolimerizado. Técnicas/dispositivos que podem ser usados no Estágio de Purificação 7 incluem, mas não estão limitados a, separação por flash, leitos absorventes, polimento de argila, destilação, destilação a vácuo e filtração para remover solventes, óleos, corpos coloridos, cinzas, inorgânicos e coque. Em algumas concretizações, um evaporador de filme fino ou líquido é usado para remover gás, óleo e/ou graxa do material despolimerizado. Em algumas concretizações, o óleo, gás e graxa podem por sua vez ser queimados para ajudar a executar vários Estágios do Processo 10.

[0060] O Processo 10 termina no Estágio de Cera Acabada 8, no qual o material de partida inicial selecionado no Estágio de Seleção de Material 1 foi transformado em cera. Em pelo menos algumas concretizações, a cera no Estágio de Cera Acabada 8 é comercialmente viável e não necessita de processamento adicional e/ou refinamento.

[0061] Com referência à FIG. 2, o sistema 1000 inclui o reator 100 com cinco módulos de reator 102(a) a 102(e). Os módulos de reator 102 podem variar em dimensões e/ou serem conectados em paralelo e/ou em série. Em outras concretizações, vários números de módulos de reator 102 podem ser usados. Por exemplo, a FIG. 3 mostra o sistema 1000 com quatro módulos de reator, 102(a) a 102(d). De modo semelhante, a FIG. 4 mostra o sistema 1000 com seis módulos de reator 102(a) a 102(f). A capacidade de personalizar o número de módulos de reator 102 permite um maior controle da quantidade de despolimerização.

[0062] O sistema 1000 pode incluir a tremonha 111 para receber material polimérico e/ou direcionar o fornecimento do material polimérico para a extrusora opcional 106. Em algumas concretizações, a extrusora 106 processa o material polimérico recebido da tremonha 111 gerando um material polimérico fundido. A temperatura do material polimérico a ser processado pela extrusora 106 é controlada pela modulação do nível de cisalhamento e/ou do calor aplicado ao material polimérico pelo(s) aquecedor(es) da extrusora 105. Os aquecedores da extrusora podem utilizar uma variedade de fontes de calor incluindo, mas não se limitando a eletricidade, fluidos térmicos e/ou gases de combustão. O calor é modulado por um controlador, em resposta a temperaturas detectadas pelo(s) sensor(es) de temperatura 107.

[0063] Em algumas concretizações, o sensor de pressão 109 mede a pressão do material polimérico fundido sendo descarregado da extrusora 106, para evitar, ou pelo menos reduzir, o risco de picos de pressão. O material polimérico fundido descarregado é pressurizado pela bomba 110 para efetuar o seu fluxo através da zona de aquecimento 108 e do reator 100. Enquanto flui através do reator 100, o material polimérico fundido disposto pelo reator contacta um material catalisador que provoca a despolimerização.

[0064] O(s) sensor(es) de pressão 109 e/ou sensor(es) de temperatura 107 também podem ser usados para medir a temperatura e/ou pressão, respectivamente, do material polimérico fundido disposto pelo reator conforme flui pelo reator 100. O(s) sensor(es) de pressão 109 pode monitorar plugues antes e/ou após cada zona de reação. O(s) sensor(es) de pressão (109) também podem manter a pressão do sistema abaixo de uma pressão máxima, tal como a pressão máxima a que o reator (100) foi projetado. A sobrepressão pode ser controlada por realimentação do transmissor de pressão 109 para um controlador que transmite um sinal de comando para desligar a extrusora 106 e a bomba 110, e assim impedir que a pressão aumente ainda mais.

[0065] Nos casos em que o desligamento da extrusora 106 não libera a sobrepressão, a válvula de descarga 117 pode ser aberta em um recipiente para remover o material do sistema 1000 e evitar uma situação de sobrepressão. Durante o desligamento, a válvula de descarga 117 pode ser aberta para purgar o sistema 1000 com nitrogênio para remover o material restante para evitar obstruções e material degradado durante a próxima partida.

[0066] O sistema 1000 também pode incluir um dispositivo de alívio de pressão, tal como uma válvula de alívio ou um disco de ruptura, disposto na saída da extrusora 106, para aliviar a pressão do sistema 1000, em caso de sobrepressão.

[0067] O(s) sensor(es) de temperatura 107 podem facilitar o controle da temperatura do material polimérico fundido disposto pelo reator sendo escoado através do reator 100. Isto permite um controle mais preciso da reação química e a polimerização resultante. Os sensores de temperatura 107 também ajudam a manter a temperatura abaixo de uma temperatura máxima predeterminada, por exemplo, a temperatura máxima de projeto do reator 100.

[0068] A temperatura é controlada por um controlador (não mostrado), que modula o calor que é aplicado por aquecedores 118 dispostos em comunicação de transferência de calor com as zonas de reação 102(a) a 102(e) do reator 100, em resposta às temperaturas detectadas pelo(s) sensor(es) de temperatura 119.

[0069] O controle de fluxo também pode ser fornecido dentro do sistema 1000. Em algumas concretizações, o sistema 1000 inclui a válvula 115, disposta na descarga da extrusora 106, para controlar o fluxo da extrusora 106 para outras operações unitárias dentro do sistema 1000. A válvula 116 facilita a recirculação. A válvula 117 permite a coleta de produto.

[0070] Durante o funcionamento, a válvula 115 pode ser fechada de modo a recircular o material polimérico fundido e aumentar a temperatura do material polimérico fundido até uma temperatura desejada. Neste caso, a válvula 116 estaria aberta, a válvula 117 seria fechada, a extrusora 106 estaria "DESLIGADA" e a bomba 110 estaria em recirculação.

[0071] O material 112 de produto fundido gerado é resfriado dentro do trocador de calor 114, que pode ser, dentre outras maneiras, revestido com água, refrigerado a ar e/ou resfriado por um refrigerante. Uma fração do material de produto fundido arrefecido gerado pode ser recirculada (em cujo caso a válvula 116 estaria aberta), para reprocessamento e/ou para conservação de energia.

[0072] Em algumas concretizações, o sistema 1000 está configurado para purgar por nitrogênio para mitigar a oxidação do material de produto fundido e a criação de condições explosivas.

[0073] Em outra concretização ilustrada na FIG. 5, o Sistema 2000 inclui o reator 600. O reator 600 tem dois módulos de reator, a saber, módulo de reator de entrada 300 e módulo de reator de saída 400. O sistema 2000 também inclui a extrusora 606 para receber material polimérico. A extrusora 606 processa material polimérico gerando um material polimérico fundido. A temperatura do material polimérico a ser processado através do reator 600 é controlada pela modulação do calor a ser aplicado ao material polimérico pelos aquecedores de processo HE01, HE02, HE04, HE06, HE08. Os sensores de temperatura TC01, TC04, TC06, TC07, TC09, TC10, TC12 são fornecidos para medir a temperatura do material fundido no reator 600. Os controladores de temperatura TC03, TC05, TC08, TC11 são fornecidos para monitorar e controlar a temperatura dos aquecedores de processo HE01, HE02, HE04, HE06 e HE08. Aquecedores de flange HE03, HE05, HE07, e HE09 também são fornecidos para mitigar as perdas de calor através das conexões flangeadas.

[0074] O material polimérico fundido descarregado é conduzido através do aquecedor 608 e do reator 600, em série. Enquanto flui através do reator 600, o material polimérico fundido disposto pelo reator é contactado com o material catalisador para efetuar a despolimerização. O material de produto fundido gerado é arrefecido dentro do trocador de calor 614, que pode ser, dentre outras coisas, revestido com água, refrigerado a ar ou arrefecido por um refrigerante. Em algumas concretizações, o calor residual do produto fundido de arrefecimento pode ser utilizado para executar outros processos. Um aquecedor da seção de resfriamento HE10 é fornecido para derreter a cera que solidifica na seção de resfriamento.

[0075] Tanto no Sistema 1000 como no Sistema 2000, os reatores 100 e 600 incluem um ou mais módulos de reator. Cada módulo de reator inclui uma respectiva zona de reação de módulo, na qual o material polimérico fundido disposto pelo reator é posto em contacto com um material catalisador durante um tempo de residência definido pelo módulo, provocando assim a despolimerização do material polimérico fundido disposto no reator. Em algumas destas concretizações, o tempo de residência definido pelo módulo de pelo menos dois dos módulos de reator é o mesmo ou substancialmente o mesmo. Em algumas destas concretizações, como entre pelo menos alguns da pluralidade de tempos de residência definidos pelo módulo são diferentes. Em algumas destas concretizações, o material catalisador de pelo menos dois dos módulos de reator são iguais ou substancialmente iguais. Em algumas destas concretizações, o material catalisador de pelo menos dois dos módulos de reator é diferente.

[0076] Em algumas concretizações, cada um dos módulos de reator inclui um recipiente permeável ao material polimérico fundido disposto pelo reator que contém o material catalisador. O recipiente é configurado para receber material polimérico fundido de tal modo que pelo menos uma despolimerização parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido recebido é efetuada pelo material catalisador, e para descarregar um produto fundido que inclui produtos de reação de despolimerização (e também pode incluir material polimérico fundido não reagido e produtos de reação intermediários, ou ambos). O escoamento do material polimérico fundido disposto pelo reator através do recipiente permeável ao material polimérico fundido disposto no reator efetua o contato entre o material catalisador e o material polimérico fundido disposto pelo reator, para efetuar a despolimerização pelo menos parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido disposto no reator. A este respeito, o material polimérico fundido disposto pelo reator em fluxo permeia através do material catalisador dentro do recipiente, e enquanto permeia através do material catalisador, contacta o material catalisador contido no recipiente, para efetuar a despolimerização pelo menos parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido disposto pelo reator.

[0077] No Sistema 1000 e no Sistema 2000, um primeiro reator é montado a partir dos módulos de reator. O primeiro reator tem uma primeira zona de reação e inclui um número total "P" de módulos de reator de "N" módulos de reator, em que "N" é um número inteiro que é maior ou igual a um.

[0078] Cada um dos "N" módulos de reator define uma respectiva zona de reação do módulo incluindo um material catalisador disposto no mesmo, e é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido disposto pelo reator através da respectiva zona de reação do módulo, tal que o material polimérico fundido disposto pelo reator através da respectiva zona de reação do módulo o coloca em contato com o material catalisador, causando assim, pelo menos, parcial despolimerização de pelo menos uma fração do material polimérico fundido disposto pelo reator em fluxo. A este respeito, a primeira zona de reação inclui "P" zonas de reação do módulo.

[0079] Quando "N" é um número inteiro que é maior ou igual a dois, cada um dos "N" módulos de reator é configurado para conexão, em série, a um ou mais dos outros módulos de reator "N" tais que uma pluralidade de módulos de reator são conectados um ao outro, em série, e inclui uma pluralidade de zonas de reação de módulo que estão dispostas em comunicação fluida umas em relação às outras, em série, tal que o número total de zonas de reação do módulo corresponda ao número total de módulos de reator conectados. A pluralidade de módulos de reator conectados é configurada para conduzir um fluxo de material polimérico fundido disposto pelo reator através da pluralidade de zonas de reação do módulo, de tal modo que ele entra em contato com o material do catalisador, efetuando assim a despolimerização pelo menos parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido disposto pelo reator em fluxo.

[0080] Quando "P" é um número inteiro que é maior ou igual a dois, a montagem do primeiro reator inclui conectar os "P" módulos de reator uns aos outros, em série, de tal forma que as zonas de reação "P" são dispostas em comunicação fluida uma com as outras em série.

[0081] Na concretização ilustrada na FIG. 2, "P" é igual a cinco, tal que o reator 100 inclui cinco módulos de reator 102(a) a 102(e), a zona de reação consistindo em cinco zonas de reação de módulo 104(a) a 104(e), cada uma respectiva para um dos cinco módulos de reator. Entende-se que "P" pode ser mais ou menos que cinco.

[0082] Em outra concretização ilustrada na FIG. 5, "P" é igual a dois, tal que o reator 600 inclui dois módulos de reator: módulo de reator de entrada 300 e módulo de reator de saída 400.

[0083] O material polimérico fundido, para fornecimento ao reator construído, é gerado por aquecimento de um material polimérico. Em algumas concretizações, o aquecimento é causado por um aquecedor. Na FIG. 2 o aquecimento é causado por uma combinação da extrusora 106 e o aquecedor separado 108. Na FIG. 5 o aquecimento é causado por uma combinação da extrusora 606 e aquecedor separado 608. Em tais concretizações, o material polimérico fundido gerado é forçado a partir da extrusora, escoado através de um aquecedor separado, e depois fornecido à zona de reação de módulo. Em algumas concretizações, as extrusoras são configuradas para fornecer calor suficiente ao material polimérico de tal modo que o material polimérico fundido gerado esteja a uma temperatura suficientemente alta para fornecimento ao reator, e não seja necessário um aquecedor separado.

[0084] Na FIG. 2, a bomba 110 recebe material polimérico fundido da extrusora 106 e efetua o transporte (ou "escoamento") do material polimérico fundido através do aquecedor 108 e depois através da primeira zona de reação. Em algumas concretizações, a extrusora 106 é configurada para transmitir força suficiente para efetuar o fluxo desejado do material polimérico fundido gerado, de tal modo que a bomba 110 é opcional. A FIG. 5 mostra um exemplo sem uma bomba.

[0085] Em algumas concretizações, o material polimérico fundido é derivado de uma alimentação de material polimérico que é aquecida para a geração efetuada do material polimérico fundido. Em algumas concretizações, a alimentação de material polimérico inclui grânulos virgens primários de polietileno. Os grânulos virgens podem incluir polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polipropileno (PP) ou uma mistura incluindo combinações de LDPE, LLDPE, HDPE e PP.

[0086] Em algumas concretizações, a alimentação de material polimérico inclui alimentação de material polimérico de resíduos. As alimentações adequadas de material polimérico incluem resíduos mistos de polietileno, resíduos mistos de polipropileno e uma mistura incluindo resíduos mistos de polietileno e resíduos mistos de polipropileno. O resíduo misto de polietileno pode incluir polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polipropileno (PP) ou uma mistura incluindo combinações de LDPE, LLDPE, HDPE e PP. Em algumas concretizações, o resíduo misto de polietileno inclui sacolas de supermercado, bolsas de leite, artigos de papelaria. Em algumas concretizações, a alimentação de material polimérico residual inclui até 10% em peso de material que não seja material polimérico, com base no peso total da carga de material polimérico residual.

[0087] O material polimérico fundido é fornecido ao reator, e o material polimérico fundido é escoado através da primeira zona de reação (isto é, incluindo as zonas de reação "P") como material polimérico fundido disposto pelo reator. O fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da primeira zona de reação o coloca em contato com o material catalisador que gera um material de produto fundido, incluindo um material de produto de despolimerização (e, em algumas concretizações, também inclui material polimérico fundido não reagido e/ou produtos de reação intermediária). O material de produto fundido é coletado.

[0088] Em algumas concretizações, o material catalisador inclui [Fe-Cu-Mo-P]/Al2O3. O catalisador é preparado ligando um complexo de cobre ferroso a um suporte de alumina e fazendo-o reagir com um ácido compreendendo metais e não metais para obter o material catalisador. Outros materiais catalisadores adequados incluem zeólita, sílica mesoporosa, H-mordenite e alumina. O sistema também pode ser executado na ausência de um catalisador e produzir ceras através da degradação térmica.

[0089] O material de produto fundido gerado é descarregado e recolhido/recuperado do reator. Em algumas concretizações, a coleta do material de produto fundido é efetuada descarregando um fluxo do material de produto fundido do reator. Nestas concretizações com uma pluralidade de módulos de reator, o material de produto fundido é descarregado do primeiro módulo de reator e fornecido ao próximo módulo de reator em série para efetuar uma despolimerização adicional no próximo módulo de reator em série, e isto continua entre cada par adjacente de módulos de reator em série.

[0090] Em algumas concretizações, o material de produto de despolimerização gerado inclui ceras, graxas e estoques de base de graxa. Graxas comercialmente disponíveis são geralmente feitas pela mistura de estoques de base de graxa com pequenas quantidades de aditivos específicos para fornecer as propriedades físicas desejadas. Geralmente, as graxas incluem quatro tipos: (a) mistura de óleos minerais e lubrificantes sólidos; (b) misturas de resíduos (material residual que permanece após a destilação de hidrocarbonetos de petróleo), gorduras não combinadas, óleos de colofónia e piches; (c) óleos minerais espessados de sabão; e (d) graxas sintéticas, tais como poli-alfa olefinas e silicones.

[0091] Em algumas concretizações, o material de alimentação polimérico é um de, ou uma combinação de, polietileno virgem (qualquer um de, ou combinações de, HDPE, LDPE, LLDPE e MDPE), polipropileno virgem, ou polietileno ou polipropileno pós- consumo ou pós-industrial (fontes exemplares incluindo bolsas, jarras, garrafas, baldes e similares), e é desejável converter tais materiais de alimentação poliméricos em uma cera de ponto de fusão mais alto (tendo um ponto de fusão de 106 graus Celsius a 135 graus Celsius), uma cera de ponto de fusão médio (com ponto de fusão de 86 graus Celsius a 105 graus Celsius), uma cera de baixo ponto de fusão (possuindo ponto de fusão de 65 graus Celsius a 85 graus Celsius), uma cera de ponto de fusão ainda mais baixo (tendo um ponto de fusão de 40 graus Celsius a 65 graus Celsius) utilizando uma concretização do sistema aqui divulgado. Em cada caso, a conversão é efetuada ao aquecer o material de alimentação polimérico de modo a gerar material polimérico fundido, e depois contactar o material polimérico fundido com o material catalisador dentro de uma zona de reação disposta a uma temperatura entre 325 graus Celsius e 450 graus Celsius. A qualidade da cera (cera de ponto de fusão superior, médio ou inferior) que é gerada depende do tempo de permanência do material polimérico fundido dentro da zona de reação. Ao operar em um sistema contínuo, dependendo da vazão da extrusora ou da bomba de engrenagem, tempos de permanência variam de 1120 minutos, de preferência 5-60 minutos, com 1-12 módulos de reator ligados em série. Em algumas destas concretizações, o fornecimento e aquecimento do material de alimentação polimérico é efetuado por uma combinação de uma extrusora e uma bomba, em que o material descarregado da extrusora é fornecido para a bomba. Em algumas destas concretizações, a extrusora 106 é uma extrusora de Pedestal Cincinnati Milacron de 10 HP, de 1,5 polegadas (3,81 cm), Modelo Apex 1,5, e a bomba 110 é dimensionada a 1,5 HP para uma linha de 1,5 polegadas (3,81 cm).

[0092] Um transdutor de pressão PT01 monitora os plugues dentro da extrusora (assim como antes do PT02, ver abaixo) para manter a pressão do sistema abaixo de uma pressão máxima (por exemplo, pressão máxima de projeto do reator 100). Da mesma forma, o transdutor de pressão PT02 monitora os plugues em qualquer parte do sistema. A sobrepressão é controlada pelo feedback da pressão transmitida pelo PT01 e PT02 a um controlador que transmite um sinal de comando para desligar a extrusora 106 e a bomba 110, e assim impedir que a pressão aumente ainda mais.

[0093] Em algumas concretizações, reator 100 é primeiro reator 100, e a zona de reação do primeiro reator é uma primeira zona de reação, e o fluxo do material polimérico fundido, através da primeira zona de reação, é suspenso (como, por exemplo, descontinuado). Após a suspensão, o primeiro reator é modificado.

[0094] Quando "P" é igual a um, a modificação inclui a conexão de um número total de "R" dos "N-l" módulos de reator, que não foram usados na montagem do primeiro reator, ao primeiro reator, em que "R" é um número inteiro de 1 a "N-l", tal que outro reator é criado e inclui um número total de "R + 1" módulos de reator que são conectados um ao outro, em série, e de tal forma que o outro reator inclui uma segunda zona de reação incluindo "R+1" zonas de reação de módulo. O outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, tal que o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da segunda zona de reação efetua a geração de outro material de produto de despolimerização e sua descarga do outro reator.

[0095] Quando "P" é um número inteiro que é maior ou igual a dois, mas menor ou igual a "N-l", a modificação inclui qualquer um de: (a) remoção de um número total de "Q" dos "P" módulos de reator do primeiro reator, em que "Q" é um número inteiro de um a "P-1", tal que outro reator é criado e inclui um número total de "P-Q" módulos de reator que estão ligados um ao outro, em série, e tal que o outro reator inclui uma segunda zona de reação incluindo "P-Q" zonas de reação de módulo, em que o outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, tal que o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da segunda zona de reação efetua a geração de outro material de produto de despolimerização e sua descarga do outro reator, ou (b) conectar um número total de "R" dos "N-P" módulos de reator, que não foram utilizados na montagem do primeiro reator, ao primeiro reator, em que "R" é um número inteiro de 1 a "N-P", tal que outro reator é criado e inclui um número total de "P+R" módulos de reator que estão conectados um ao outro, em série, e também inclui uma segunda zona de reação incluindo "P+R" zonas de reação de módulo, em que o outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, de tal modo que o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da segunda zona de reação gera outro material de produto de despolimerização e sua descarga do outro reator.

[0096] Quando "P" é igual a "N", a modificação inclui a remoção de um número total de "Q" dos "P" módulos de reator do primeiro reator, em que "Q" é um número inteiro de um a "P-l", tal que outro reator é criado e inclui um número total de "P-Q" módulos de reator que estão ligados um ao outro, em série, e de tal modo que o outro reator inclui uma segunda zona de reação, incluindo "P-Q" zonas de reação de módulo. O outro reator é configurado para conduzir um fluxo de material polimérico fundido, tal que o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator através da segunda zona de reação gera outro material de produto de despolimerização e sua descarga do outro reator.

[0097] Em algumas concretizações, após a modificação do primeiro reator para efetuar a criação de outro reator (por qualquer um de conectar/adicionar ou remover módulos de reator), outro reator é usado para gerar um segundo material de produto de despolimerização. A este respeito, o material polimérico é aquecido para gerar um material polimérico fundido, e o material polimérico fundido é escoado através da segunda zona de reação, para efetuar a geração de um segundo material de produto de despolimerização. O segundo material de produto de despolimerização é então coletado do reator.

[0098] Em algumas concretizações, o mesmo material catalisador está disposto dentro de cada um dos "N" módulos de reator.

[0099] Em algumas concretizações, a zona de reação de cada um dos "N" módulos de reator é a mesma ou substancialmente a mesma.

[0100] Com referência às FIGS. 6-14, em pelo menos algumas concretizações, cada módulo de reator 200 inclui a bobina de tubo 201. Em algumas concretizações, o módulo de reator 200 inclui a bobina de tubo 201 com primeiras e segundas extremidades opostas (apenas uma é mostrada na concretização ilustrada), com flanges 230 em cada extremidade, para facilitar a conexão com outro(s) módulo(s) de reator 200.

[0101] O módulo de reator 200 inclui a entrada 202A em uma primeira extremidade da bobina, saída 202B na segunda extremidade oposta da bobina, e passagem de fluido 206 que se estende entre a entrada 202A e a saída 202B. A passagem de fluido 206 inclui um espaço contendo material catalisador que está disposto dentro do recipiente permeável ao material polimérico fundido disposto no reator, com o material catalisador 204 disposto no espaço contendo o material catalisador 216. O espaço contendo material catalisador 216 define a zona de reação de módulo 205 do módulo de reator 200.

[0102] O módulo de reator 200 é configurado para receber material polimérico fundido disposto pelo reator pela entrada 202A e conduzir o material polimérico fundido recebido através da passagem de fluido 206 de tal forma que é colocado em contato com o material catalisador 204. Isso causa a despolimerização pelo menos parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido, de tal modo que o material de produto fundido, incluindo produtos de reação de despolimerização (e, em algumas concretizações, produtos fundidos não reagidos e/ou produtos de reação intermediários (como material parcialmente despolimerizado)) é produzido. O módulo de reator 200 descarrega então o material de produto fundido da saída 202B.

[0103] A porção de passagem de fluido 218 relativamente desobstruída da passagem de fluido 206 estende-se entre a entrada 202A e a saída 202B, e está disposta em comunicação fluida com o espaço contendo material catalisador 216 através de uma tela de arame. A tela de arame 208 está disposta dentro da bobina de tubo 201, segmentando a passagem de fluido 206 na porção de passagem de fluido 218 relativamente desobstruída e material de catalisador compreendendo o espaço 204. A tela de arame 208 contém o material catalisador 204 dentro do espaço contendo material catalisador 216 e, desse modo, define o recipiente permeável ao material polimérico fundido 203.

[0104] A tela de arame 208 está disposta em conexão espaçada em relação à parede interna que define a passagem de fluido 210 da bobina de tubo 201, e se estende longitudinalmente através do comprimento da bobina de tubo 201. O espaço entre a tela de arame 208 e a parede interna 210 define uma porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 218 da passagem de fluido 206. A comunicação fluida entre a porção de passagem de fluido 218 e o espaço contendo material catalisador 216 é possível através de espaços dentro da tela de arame 208. Assim, a tela de arame 208 permite a permeação do material polimérico fundido a partir da porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 218 para o espaço contendo material catalisador 216 (e desse modo facilita o contato do material polimérico fundido com o material catalisador 204 dentro da zona de reação), e também a partir do espaço contendo material catalisador 216 para a porção de passagem de fluido relativamente não obstruída 218 (para descarregar o material de produto fundido incluindo os produtos de reação de despolimerização e material polimérico fundido não reagido e/ou produtos de reação intermediários), evitando ou impedindo substancialmente a saída de material catalisador 204 do espaço contendo o material de catalisador 216 para a porção de passagem de fluido relativamente não obstruída 218.

[0105] Em algumas concretizações, a bobina de tubo 201 é cilíndrica, e tela de arame 208 também é cilíndrica e é aninhada dentro da bobina de tubo 201, tal que a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 218 é definida dentro do espaço anular entre a parede interna 210 da bobina de tubo 201 e tela de arame 208, e espaço 216 contendo material catalisador está disposto dentro de tela de arame 208. Nestas concretizações, a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 216 está radialmente espaçada para fora em relação à porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 218, a partir do eixo da bobina de tubo 201.

[0106] Em algumas concretizações, o tubo espaçador 214 se estende através do espaço definido pela tela de arame 208 e incentiva o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator para as porções da bobina de tubo 201 que estão em disposição próxima a um elemento de transferência de calor (ver abaixo). Esta concretização ajuda a manter o material polimérico fundido disposto no reator a uma temperatura desejada. Além disso, ao ocupar espaço, o tubo espaçador 214 reduz eficazmente o volume da zona de reação do módulo 205, aumentando assim a velocidade do material polimérico fundido disposto no reator em fluxo.

[0107] Em algumas concretizações, o tubo espaçador 214 se estende longitudinalmente através do comprimento da bobina de tubos 201. Em algumas concretizações, espaço contendo material catalisador 216 é definido dentro do espaço anular entre o tubo espaçador 214 e tela de arame 208.

[0108] O material polimérico fundido disposto pelo reator é recebido pela entrada 202A na primeira extremidade da bobina de tubo 201, e, enquanto atravessa a bobina de tubo 201, através da passagem de fluido 206, para a extremidade oposta, é condutível, através da tela de arame 208, entre a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 218 e o espaço de material contendo catalisador 216. Isto produz um material de produto fundido, incluindo produtos de reação de polimerização (e, em algumas concretizações, material polimérico fundido não reagido e/ou produtos de reação intermediários), que é descarregado através da saída 202B na segunda extremidade oposta da bobina de tubo 201. Ao ser conduzido através do espaço contendo material catalisador 216, o material polimérico fundido disposto pelo reator é colocado em contato com o material catalisador 204 provocando pelo menos uma despolimerização parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido disposto pelo reator.

[0109] Com referência às FIG. 6 e 14, em algumas concretizações, os defletores 222, 223 estão dispostos dentro da porção de passagem de fluido relativamente não obstruída 218. Em algumas concretizações, o defletor 222 é soldado à extremidade da tampa 212(a) e tem a forma de um arame resiliente enrolado na tela de arame 208. Em algumas concretizações, o defletor 223 tem a forma de um arame resiliente que é pressionado através do espaço entre a bobina de tubo 201 e a tela de arame 208, soldado à extremidade da tampa 212(a) e pressionado contra a parede interior 210 da bobina 201.

[0110] Os defletores 222, 223 encorajam a mistura do material polimérico fundido disposto pelo reator em fluxo e promovem distribuição uniforme de calor e mitigam a carbonização do material polimérico fundido disposto no reator, o que poderia resultar no depósito de material orgânico sólido nas estruturas que definem a passagem de fluido 206 e contribuem para a incrustação. Os defletores 222, 223 também encorajam o fluxo de material polimérico fundido disposto pelo reator a partir da porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 218 para o espaço contendo material de catalisador 216 e aumentam o contato entre o material polimérico fundido disposto no reator e o material catalisador 204.

[0111] Com referência às FIGS. 9-13, o conjunto de tampa de extremidade 211 é fornecido, e montado dentro do espaço interior da bobina de tubo 201. O conjunto de tampa de extremidade 211 inclui tampas de extremidade rígidas 212(a) e 212(b), tela de arame 208 e tubo espaçador 214. A tampa de extremidade 212(a) está disposta na proximidade de uma extremidade da bobina de tubo 201, e a tampa 212(b) está disposta na proximidade de uma extremidade oposta da bobina de tubo 201. Em algumas concretizações, as tampas 212(a) e 212(b) também são permeáveis ao fluxo de material polimérico fundido disposto no reator.

[0112] A tela de arame 208 está disposta entre as tampas de extremidade 212(a) e 212(b), e seu posicionamento axial dentro da bobina de tubo 201, em relação à bobina de tubo 201, é determinado pelas tampas de extremidade 212(a) e 212(b). Uma extremidade da tela de arame 208 é soldada à tampa de extremidade 212(a), enquanto a extremidade oposta da tela de arame 208 está disposta dentro de um recesso formado na tampa de extremidade 212(b), tal que o espaço contendo material catalisador 216, dentro do qual o material catalisador 204 está contido, é definido dentro do espaço delimitado pela tela de arame 208 e tampas de extremidade 212(a) e 212(b).

[0113] O tubo espaçador 214 está disposto entre as tampas de extremidade 212(a) e 212(b). Uma extremidade do tubo espaçador 214 é soldada à tampa de extremidade 212(a), enquanto a extremidade oposta do tubo espaçador 214 está disposta dentro de um recesso formado na tampa de extremidade 212(b).

[0114] Com referência às FIGS. 11 e 12, a tampa de extremidade 212(a) é soldada à bobina de tubo 201, para efetuar a conexão do conjunto de tampa de extremidade 211 à bobina de tubo 201. A este respeito, a tampa de extremidade 212(a) inclui uma pluralidade de espaçadores de tampa de extremidade rígidos 2120(a) a (c), projetando-se radialmente para o exterior a partir do integrador de tampa de extremidade 2122 (ao qual a tela de arame 208 e o tubo espaçador 214 são soldados). Os espaçadores de tampa de extremidade 2120(a) a (c) são recebidos dentro do recesso correspondente fornecido dentro do integrador de tampa de extremidade 2122. Os espaçadores de capa de extremidade 2120(a) a (c) estão afastados um do outro de tal modo que a comunicação fluida é permitida entre os módulos de reator 200 que estão conectados uns aos outros e, especificamente entre as zonas de reação dos módulos de reator 200 conectadas. Os espaçadores de capa de extremidade 2120(a) a (c) podem ser soldados ao interior da bobina de tubo 201, assim determinando a posição da tampa de extremidade 212(a) em relação à bobina de tubo 201, e também determinando a posição axial do tubo espaçador 214 em relação à bobina de tubo 201 (que é soldada à tampa de extremidade 212 (a)).

[0115] Com referência às FIGS. 9 a 11, o posicionamento da tampa 212 (b) em relação à bobina de tubo 201 é determinado pela disposição da tampa de extremidade 212(b) em acoplamento de contato com a bobina de tubo 201, tubo espaçador 214 e por uma estrutura de tubagem adjacente, tal como a tampa de extremidade soldada 212(a) de outro módulo de reator 200, ou um conduto. Cada um do tubo espaçador 214, e a estrutura de tubagem adjacente são estruturas relativamente rígidas, de tal modo que o posicionamento axial substancialmente fixo de cada um do tubo espaçador 214 e a estrutura de tubagem adjacente, em relação à bobina de tubo 201, determina o posicionamento axial da tampa de extremidade 212(b) em relação à bobina de tubo 201. Quando o módulo de reator 200 é montado, a tampa 212(b) é pressionada entre o tubo espaçador 214 e a estrutura de tubagem adjacente (na concretização ilustrada na FIG. 8, a estrutura de tubagem adjacente é a tampa de extremidade 212( b) de outro módulo de reator 200), tal que o posicionamento axial da tampa de extremidade 212(b), em relação à bobina de tubo 201 (e, portanto, tampa de extremidade 212 (a)) é determinado pelo tubo espaçador 214 e a estrutura de tubagem adjacente.

[0116] A tampa 212 (b) também inclui espaçadores de tampa de extremidade rígidos 2124(a) a (c), dispostos dentro dos recessos correspondentes dentro de um integrador de tampa de extremidade 2126. O integrador de tampa inclui recessos que recebem o tubo espaçador 214 e tela de arame 208. Os espaçadores 2124(a) a (c) da tampa estão dispostos em acoplamento de contato com a parede interior da bobina de tubo 201. Espaçadores de tampa de extremidade 2124(a) a (c) projetam-se radialmente para fora a partir do integrador de tampa de extremidade 2126. Os espaçadores de tampa de extremidade 2124(a) a (c) estão afastados um do outro de tal modo que o fluido pode fluir entre os módulos de reator 200 que estão conectados um ao outro e, especificamente entre as zonas de reação dos módulos de reator 200 conectados. Quando colocados em acoplamento de contato com a parede interior da bobina de tubo 201, e em cooperação com o tubo espaçador 214 e a estrutura de tubagem adjacente, os espaçadores de tampa de extremidade 2124(a) a (c) funcionam para fixar substancialmente o posicionamento vertical da tampa de extremidade 212(b) em relação à bobina de tubo 201.

[0117] Ao configurar a tampa de extremidade 212(b) de tal modo que a tampa de extremidade 212(b) é removível do conjunto de tampa de extremidade 211, reparos e a manutenção dentro da zona de reação, incluindo a substituição do material catalisador 204, são facilitados.

[0118] Aquecedores 220 são dispostos em comunicação de transferência de calor com a passagem de fluido 206, de modo a efetuar o aquecimento do material polimérico fundido disposto pelo reator que está fluindo através da passagem de fluido 206. Manter o fluxo de material polimérico fundido disposto no reator a uma temperatura suficiente leva a uma despolimerização pelo menos parcial. Em algumas concretizações, os aquecedores 220 incluem bandas de aquecimento elétricas que são montadas na parede externa da bobina de tubo 201 e estão configuradas para fornecer calor à passagem de fluido 206 por transferência de calor através da bobina de tubo 201.

[0119] Com referência às FIGS. 16 a 18, em algumas concretizações, o reator inclui módulo de reator de entrada 300, módulo de reator de saída 400 e, opcionalmente, um ou mais módulos de reator intermediários 500.

[0120] Em algumas concretizações, o módulo de reator de entrada 300 inclui a bobina de tubo 301, tendo extremidades opostas, com respectivas flanges 330A, 330B fornecidas em cada uma das extremidades opostas, para facilitar a conexão com um módulo de reator de saída 400 e, em alguns concretizações, um módulo de reator de intermediário 500.

[0121] O módulo de reator de entrada 300 inclui a entrada 302A em uma primeira extremidade da bobina de tubo 301, a saída 302B na segunda extremidade oposta da bobina, e a passagem de fluido 306 se estendendo entre a entrada 302A e a saída 302B. A passagem de fluido 306 inclui um espaço contendo material catalisador 316 que está disposto dentro do recipiente 303 permeável ao material polimérico fundido disposto no reator, com o material catalisador 304 disposto dentro do espaço contendo material catalisador 316. O espaço contendo material catalisador 316 define a zona de reação de módulo 305 do módulo de reator 300.

[0122] O módulo de reator de entrada 300 é configurado para receber material polimérico fundido disposto pelo reator pela entrada 302A, conduzindo o material polimérico fundido recebido através da passagem de fluido 306, e enquanto tal condução está sendo efetuada, põe em contato o material polimérico fundido que é conduzido com o material catalisador 304 tal que pelo menos uma despolimerização parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido é efetuada e tal que seja produzido um produto fundido que inclui produtos de reação de despolimerização (e, em algumas concretizações, inclui material polimérico fundido não reagido e produtos de reação intermediários, ou ambos), e descarregando o material de produto fundido a partir da saída 302B.

[0123] A passagem de fluido 306 inclui uma porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318 e porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 que inclui o espaço contendo material de catalisador 316. A porção de passagem de fluido desobstruída 318 se estende a partir da entrada 302A, e é disposta em comunicação fluida com a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 através da tela de arame 308. A porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 se estende para a saída 302B.

[0124] A tela de arame 308 está disposta dentro da bobina de tubo 301, segmentando a passagem de fluido 306 na porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318 e porção de passagem de fluido contendo material catalisador 316. A tela de arame 308 é montada em uma extremidade e se estende a partir da primeira extremidade da bobina de tubo 301 e, em algumas concretizações, é montada numa extremidade oposta ao tubo espaçador 314 (ver abaixo). A tela de arame 308 contém material catalisador 304 dentro do espaço contendo material de catalisador 316. A tela de arame 308 é disposta em relação espaçada em relativamente à parede interna 310 que define a passagem de fluido da bobina de tubo 301 e se estende longitudinalmente através de uma porção da bobina de tubo 301. O espaço entre a tela de arame 308 e a parede interna 310 define uma porção da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 e estende-se longitudinalmente através de uma porção da bobina de tubo 301 para definir uma porçao do espaço contendo material catalisador 316. A este respeito, a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318 se estende longitudinalmente ao longo, ou na proximidade, deum eixo da bobina de tubo 301.

[0125] Em algumas concretizações, tela de arame 308 é de forma cilíndrica, e é aninhada dentro da bobina de tubo 301. A este respeito, em algumas concretizações, a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 está radialmente espaçada para o exterior, em relação à porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318, a partir do eixo da bobina de tubo 301.

[0126] A comunicação fluida entre a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318 e a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 é efetuada através de espaços dentro da tela de arame. A este respeito, a tela de arame 308 é configurada para permitir a permeação do material polimérico fundido a partir da porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318 para a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 (e desse modo facilitar o contato do material polimérico fundido com o material de catalisador 304 dentro da zona de reação), impedindo ou substancialmente impedindo a saída do material catalisador 304 do espaço contendo material catalisador 316 para a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318.

[0127] Em algumas concretizações, em uma extremidade a jusante da porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318, uma parede de extremidade é afunilada para estimular o fluxo do material polimérico fundido em direção ao espaço contendo o material catalisador através da tela de arame 308, desse modo mitigando o agrupamento do material fundido polimérico.

[0128] A porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 se estende em um espaço anular definido entre o tubo espaçador 314, que é montado dentro da bobina de tubo 301, e a parede interna 310 da bobina de tubo 301. Ao ocupar este espaço, o tubo espaçador 314 incentiva o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator dentro da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 para as porções da bobina de tubo 301 que estão em disposição próxima a um elemento de transferência de calor, mantendo assim o material polimérico fundido disposto no reator a uma temperatura desejada. Além disso, ao ocupar espaço, o tubo espaçador 314 reduz eficazmente o volume da zona de reação de módulo 305, aumentando assim a velocidade do material polimérico fundido disposto pelo reator em fluxo.

[0129] O material polimérico fundido disposto pelo reator é recebido dentro da porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 318 através da entrada 302A na primeira extremidade da bobina de tubo 301, e conduzido através da tela de arame 308 para o espaço contendo material catalisador 316 da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 (ver setas direcionais 340). Embora seja conduzido através da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 (ver setas direcionais 342), o material polimérico fundido entra em contato com o material catalisador 304 de tal modo que são produzidos produtos de reação de despolimerização e um material de produto fundido, que inclui produtos de reação de despolimerização que são produzidos dentro da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 315 (e, em algumas concretizações, também inclui material polimérico fundido não reagido e produtos de reação intermediários, ou ambos), e é subsequentemente descarregado através da saída 302B na segunda extremidade oposta de bobina de tubo 301.

[0130] Em algumas concretizações, o módulo de reator de saída 400 inclui a bobina de tubo 401, tendo extremidades opostas, com flanges fornecidas em cada uma das extremidades opostas, para facilitar a conexão com um módulo de reator de entrada 300 e, em algumas concretizações, um módulo de reator intermediário disposto entre os módulos de reator de entrada e de saída 300, 400.

[0131] O módulo de reator de saída 400 inclui uma entrada 402A em uma primeira extremidade da bobina de tubo 401, uma saída 402B na segunda extremidade oposta da bobina, e passagem de fluido 406 que se estende entre a entrada 402A e a saída 402B. A passagem de fluido 406 inclui espaço contendo material catalisador 416 que é disposto dentro do recipiente permeável ao material polimérico fundido disposto no reator 403, com material catalisador 404 disposto dentro do espaço contendo material de catalisador 416. O espaço contendo material catalisador 416 define a zona de reação de módulo 405 do módulo de reator 400.

[0132] O módulo de reator de saída 400 é configurado para receber material polimérico fundido disposto pelo reator pela entrada 402A, conduzindo o material polimérico fundido recebido através da passagem de fluido 406, e enquanto tal condução está sendo efetuada, contactar o material polimérico fundido que é conduzido com o material catalisador 404 tal que pelo menos uma despolimerização parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido é realizada e tal que um produto fundido é produzido que inclui produtos de reação de despolimerização (e, em algumas concretizações, também inclui material polimérico fundido não reagido e produtos de reação intermediários, ou ambos), e descarregando o material de produto fundido da saída 402B.

[0133] A passagem de fluido 406 inclui a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415, que inclui espaço contendo material catalisador 416, e uma porção de passagem de fluido relativamente não obstruída 418. A porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 se estende da entrada 402A, e é disposta em comunicação fluida com a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418 através da tela de arame 408. A porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418 estende-se para a saída 402B.

[0134] Em algumas concretizações, o tubo espaçador 414 é montado dentro da bobina de tubo 401 em uma primeira extremidade da bobina de tubo 401, de tal modo que o espaço (como, por exemplo, o anel) entre a bobina de tubo 401 e o tubo espaçador 414 define uma porção da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 que se estende a partir da entrada 402A. Ao ocupar este espaço, o tubo espaçador 414 incentiva o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator dentro da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 para as porções da bobina de tubo 401 que estão em disposição próxima a um elemento de transferência de calor (ver abaixo), e desse modo mantendo o material polimérico fundido disposto pelo reator a uma temperatura desejada. Além disso, ao ocupar espaço, o tubo espaçador 414 reduz efetivamente o volume da zona de reação de módulo 405, aumentando assim a velocidade do material polimérico fundido disposto no reator em fluxo.

[0135] A porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 se estende em um espaço anular definido entre a parede interna 410 da bobina de tubo 401 e a tela de arame 408. A tela de arame 408 é disposta dentro da bobina de tubo 401, segmentando a passagem de fluido 406 na porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 e a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418. A tela de arame 408 é montada numa extremidade e prolonga-se a partir da segunda extremidade da bobina de tubo 401 e é montada numa extremidade oposta ao tubo espaçador 414. A tela de arame 408 contém material catalisador 404 dentro do espaço contendo material catalisador 416. A tela de arame 408 está disposta em relação espaçada relativamente à parede interna que define a passagem de fluido 410 da bobina de tubo 401, e se estende longitudinalmente através de uma porção da bobina de tubo 401. O espaço entre a tela de arame 408 e a parede interna 410 define uma porção da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 e se estende longitudinalmente através de uma porção da bobina de tubo 401. A este respeito, a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418 se estende longitudinalmente através, ou próxima a, um eixo da bobina de tubo 401, e para a saída 402B.

[0136] Em algumas concretizações, a tela de arame 408 é de forma cilíndrica, e está aninhada no interior da bobina de tubo 401. A este respeito, em algumas concretizações, a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 está espaçada radialmente para o exterior, em relação à porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418, a partir do eixo da bobina de tubo 401.

[0137] A comunicação fluida entre a porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 e a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418 é efetuada através de espaços dentro da tela de arame. A este respeito, a tela de arame 408 é configurada para permitir a permeação do material polimérico fundido a partir da porção de passagem de fluido não obstruída 418 para a porção de passagem de fluido contendo material de catalisador 415 (e desse modo facilitando o contato do material polimérico fundido com o material catalisador 404 na zona de reação), evitando ou impedindo substancialmente a saída do material catalisador 404 do o espaço contendo material catalisador 416 na porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418.

[0138] O material polimérico fundido disposto pelo reator é recebido dentro da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 através da entrada 402A na primeira extremidade da bobina de tubo 401 (tal como, por exemplo, a partir da saída 302B do módulo de reator 300, ou tal como, por exemplo, a partir da saída do módulo de reator intermediário 500, ver abaixo), conduzido através da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415 (ver setas direcionais 440). Embora seja conduzido através da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415, o material polimérico fundido fica em contato com o material catalisador 404 de modo que um material de produto fundido, que inclui produtos de reação de despolimerização (e, em algumas concretizações, também inclui material polimérico fundido não reagido e produtos de reação intermediários, ou ambos), é produzido. O material de produto fundido, incluindo os produtos de despolimerização que são produzidos dentro da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 415, é conduzido através da tela de arame 408 para a porção de passagem de fluido relativamente desobstruída 418 (ver setas direcionais 442) e subsequentemente descarregado através da saída 402B na segunda extremidade oposta da bobina de tubo 401.

[0139] Em algumas concretizações, o reator inclui um ou mais módulos de reator intermediários 500 dispostos entre os módulos de reator de entrada e de saída 300, 400.

[0140] Em algumas concretizações, o módulo de reator intermediário 500 inclui a bobina de tubo 501, tendo extremidades opostas, com flanges 530A, 530B fornecidas em cada uma das extremidades opostas, para facilitar a conexão com um módulo de reator. A flange em uma primeira extremidade é fornecida para facilitar a conexão com qualquer um dos módulos de reator de entrada 300 ou outro módulo de reator intermediário 500. A flange na segunda extremidade é fornecida para facilitar a conexão com qualquer um dos módulos de reator de saída 400 ou outro módulo de reator intermediário 500.

[0141] A bobina de tubo 501 inclui a entrada 502A numa primeira extremidade da bobina de tubo 501, a saída 502B numa segunda extremidade oposta da bobina de tubo 501, e a passagem de fluido 506 que se estende entre a entrada 502A e a saída 502B. A passagem de fluido 506 inclui o espaço 516 contendo material catalisador. O espaço contendo material catalisador 516 está disposto dentro do recipiente permeável ao material polimérico fundido 503 disposto no reator, e o material catalisador 504 está disposto no espaço contendo o material catalisador 516. O espaço contendo material catalisador 516 define a zona de reação de módulo 505 do módulo de reator 500.

[0142] O módulo de reator intermediário 500 é configurado para receber material polimérico fundido disposto pelo reator pela entrada 502A, conduzindo o material polimérico fundido recebido através da passagem de fluido 506, e enquanto tal condução está sendo efetuada, entra em contato com o material polimérico fundido que é conduzido com o material catalisador 504 tal que pelo menos uma despolimerização parcial de pelo menos uma fração do material polimérico fundido é realizada e tal que um material de produto fundido é produzido que inclui produtos de reação de despolimerização (e, em algumas concretizações, também inclui material polimérico fundido não reagido e produtos de reação intermediários, ou ambos), e descarregando o material de produto fundido da saída 502B.

[0143] A passagem de fluido 506 inclui uma porção de passagem de fluido contendo material catalisador 515 que inclui o espaço contendo material catalisador 516.

[0144] Em algumas concretizações, o tubo espaçador 514 é montado dentro bobina de tubo 501 em uma primeira extremidade da bobina de tubo 501, de tal forma que o espaço entre a bobina de tubo 501 e o tubo espaçador 514 define o espaço contendo material catalisador 516. Ao ocupar este espaço, o tubo espaçador encoraja o fluxo do material polimérico fundido disposto pelo reator dentro da porção de passagem de fluido contendo material catalisador 515 para as porções da bobina de tubo 501 que estão em disposição próxima a um elemento de transferência de calor (ver abaixo), mantendo assim o material polímero fundido disposto pelo reator a uma temperatura desejada. Além disso, ao ocupar o espaço, o tubo espaçador 514 reduz eficazmente o volume da zona de reação de módulo 505, aumentando assim a velocidade do material polimérico fundido disposto pelo reator em fluxo.

[0145] A FIG. 19 mostra uma vista em elevação lateral em seção transversal do reator catalítico 700a com misturador estático removível 710 configurado para ser aquecido através de fluido térmico e/ou sal fundido. O misturador estático 710 proporciona maior mistura no reator catalítico 700a e pode resultar na necessidade de uma temperatura operacional mais baixa. Em algumas concretizações, o misturador estático 710 é removível, o que permite uma limpeza e manutenção mais fácil do reator 700a. O misturador estático removível 710 também permite o reaproveitamento dos segmentos do reator. Por exemplo, os reatores encamisados podem ser convertidos em segmentos de pré- aquecimento ou resfriamento.

[0146] O fluido térmico e/ou sal fundido podem ser aquecidos, dentre outras formas, por gás natural, elétrico, calor residual de processo e carvão. Em algumas concretizações, o fluido térmico e/ou o sal fundido reduzem os custos de ter que usar eletricidade.

[0147] A configuração tubular do reator catalítico 700a oferece várias vantagens além daquelas já mencionadas acima. Em particular, o uso de reatores tubulares conectados em série permite parâmetros confiáveis e consistentes, o que permite um produto consistente. Especificamente, um fluxo consistente através das seções tubulares cria uma gama muito mais previsível e estreita de produtos finais do que a utilização de um reator agitado contínuo, uma vez que a área superficial do catalisador e a entrada de calor são maximizadas. Uma vantagem sobre os reatores contínuos agitados é a eliminação ou pelo menos a redução de atalhos, o fluxo na seção tubular move-se hipoteticamente como um pistão. Cada pistão hipotético gasta a mesma quantidade de tempo no reator. Os reatores catalíticos tubulares podem ser operados verticalmente, horizontalmente ou em qualquer ângulo entre eles. Os reatores catalíticos tubulares (as seções do reator) e as correspondentes seções de pré- aquecimento e seções de arrefecimento (ver FIGS. 28-30) podem ter um tamanho universal (ou um de vários tamanhos padrões). Isso permite não apenas um fluxo consistente do material, mas também permite que elementos tubulares sejam projetados para serem intercambiáveis entre as várias seções e facilmente adicionados, removidos, limpos e reparados. Em pelo menos algumas configurações, a face interna das seções tubulares é feita de aço 304 ou 316.

[0148] O fluido térmico e/ou sal fundido pode entrar na camisa 720 via entradas/saídas 730. Em algumas concretizações, o reator catalítico 700a é configurado para ser montado com um termopar/transdutor de pressão (não mostrado) e inclui entalhes relevantes 735. Entalhes 735 são usados para colocar o termopar/transdutor de pressão em contato físico com o fluido. Em algumas concretizações, o termopar/transdutor de pressão será montado em um poço, o que reduz o material entre o fluido e o sensor.

[0149] Em algumas concretizações, o reator catalítico 700a inclui tela removível 760 que pode conter o catalisador. A tela removível 760 pode ser facilmente substituída superando as desvantagens associadas aos reatores de leito fixo, desafiando os requisitos de manutenção e o tempo de inatividade resultante. Em algumas concretizações, a padronização da tela removível 760 resulta em um produto consistente deixando cada seção e/ou permite a padronização através de múltiplos reatores.

[0150] Em outras ou nas mesmas concretizações, o reator catalítico 700a pode incluir o adaptador removível 740 com recortes para suportes de misturador estático. Os misturadores estáticos suportam a redução da força nos misturadores estáticos 710, permitindo uma remoção mais vigorosa/rápida. Os recortes do adaptador 740 melhoram a vedação entre o adaptador e as telas. O reator catalítico 700a pode incluir flanges 750 em uma ou em ambas as extremidades para conectar o reator catalítico 700a a outros reatores, extrusoras ou semelhantes.

[0151] A FIG. 20 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do reator catalítico 700b com o misturador estático removível 710 configurado para utilizar aquecimento elétrico. Em algumas concretizações, o aquecimento elétrico é preferível ao uso de óleo térmico/sal fundido, pois ele pode ser mais conveniente, requer equipamentos auxiliares reduzidos, como caldeiras, vasos de aquecimento, bombas de alta temperatura, válvulas e conexões, e é mais fácil de operar. Além disso, em algumas concretizações, a redução do aquecimento elétrico reduz o footprint do sistema. Em algumas concretizações, o reator catalítico 700b é configurado para ser montado com um termopar/transdutor de pressão (não mostrado) e inclui entalhes relevantes 735.

[0152] Em algumas concretizações, o reator catalítico 700b inclui tela removível 760 que pode conter o catalisador. Em outras ou nas mesmas concretizações, o reator catalítico 700b pode incluir o adaptador removível 740 com recortes para suportes de misturador estático. O reator catalítico 700b pode incluir flanges 750 em uma ou em ambas as extremidades para conectar o reator catalítico 700b a outros reatores, extrusoras ou semelhantes.

[0153] A FIG. 21 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do reator catalítico 700c com a inserção anular removível 712 configurada para ser aquecida através de fluido térmico e/ou sal fundido. A inserção anular 712 pode criar um fluxo anular que pode conduzir a uma transferência de calor melhorada, aumenta a velocidade superficial e pode ser mais fácil de manter do que um reator vazio.

[0154] O fluido térmico e/ou sal fundido pode entrar na camisa 720 através das entradas/saídas 730. Em algumas concretizações, o reator catalítico 700c é configurado para ser montado com um termopar/transdutor de pressão (não mostrado) e inclui entalhes relevantes 735.

[0155] Em algumas concretizações, o reator catalítico 700c inclui tela removível 760 que pode conter o catalisador. Em outras ou nas mesmas concretizações, o reator catalítico 700c pode incluir o adaptador removível 740 com recortes para suporte anular e de tela removível. O reator catalítico 700c pode incluir flanges 750 em uma ou em ambas as extremidades para conectar o reator catalítico 700c a outros reatores, extrusoras ou semelhantes.

[0156] A FIG. 22 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do reator catalítico 700d com inserção 712 anular removível configurada para utilizar aquecimento elétrico. Em algumas concretizações, o reator catalítico 700d é configurado para ser montado com um termopar/transdutor de pressão (não mostrado) e inclui entalhes relevantes 735.

[0157] Em algumas concretizações, o reator catalítico 700d inclui tela removível 760 que pode segurar o catalisador. Em outras ou nas mesmas concretizações, o reator catalítico 700d pode incluir o adaptador removível 740 com recortes para suporte anular e de tela removel. O reator catalítico 700d pode incluir flanges 750 em uma ou ambas as extremidades para conectar o reator catalítico 700d a outros reatores, extrusoras ou similares.

[0158] A FIG. 23 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um reator catalítico 700e com partes interiores vazias configuradas para serem aquecidas via fluido térmico e/ou sal fundido. Ter um reator com partes interiores vazias pode aumentar o tempo de permanência que um dado material gasta no reator 700e o que reduz o número de reatores necessários para fabricar um produto específico juntamente com o volume do catalisador que pode ser utilizado. Reatores com internos vazios também podem ser mais econômicos de fabricar quando comparados a reatores com misturadores estáticos. O fluido térmico e/ou sal fundido pode entrar na camisa 720 através das entradas/saídas 730. Em algumas concretizações, o reator catalítico 700e é configurado para ser montado com um termopar/transdutor de pressão (não mostrado) e inclui entalhes relevantes 735.

[0159] Em algumas concretizações, o reator catalítico 700e inclui tela removível 760 que pode conter o catalisador. Em outras ou nas mesmas concretizações, o reator catalítico 700e pode incluir o adaptador removível 740 com recortes para suporte de tela removível. O reator catalítico 700e pode incluir flanges 750 em uma ou em ambas as extremidades para conectar o reator catalítico 700e a outros reatores, extrusoras ou semelhantes.

[0160] A FIG. 24 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do reator catalítico 700f com partes interiores vazias configuradas para utilizar aquecimento elétrico. Em algumas concretizações, o reator catalítico 700f é configurado para ser montado com um termopar/transdutor de pressão (não mostrado) e inclui entalhes relevantes 735.

[0161] Em algumas concretizações, o reator catalítico 700f inclui tela removível 760 que pode conter o catalisador. Em outras ou nas mesmas concretizações, o reator catalítico 700f pode incluir o adaptador removível 740 com recortes para suporte de tela. O reator catalítico 700f pode incluir flanges 750 em uma ou em ambas as extremidades para conectar o reator catalítico 700f a outros reatores, extrusoras ou semelhantes.

[0162] A FIG. 25 é uma vista em elevação frontal em seção transversal de um grupo de reatores catalíticos 700 como o mostrado na FIG. 19 dispostos em paralelo. Arranjos paralelos tais como o mostrado na FIG. 25 permitem que a taxa total de produção seja mais prontamente aumentada/diminuída conforme desejado, com mudanças mínimas no arranjo geral e permitindo que múltiplos níveis diferentes de despolimerização ocorram de uma só vez.

[0163] O alojamento 800 permite que os reatores catalíticos 700 sejam banhados em óleo térmico/sal fundido, o que é frequentemente mais eficaz que o elétrico. O óleo térmico/sal fundido é mantido na câmara 780. Em algumas concretizações, a flange 770 permite que múltiplos alojamentos sejam unidos.

[0164] A FIG. 26 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do arranjo de reator catalítico paralelo da FIG. 25 mostrado em uma configuração horizontal. O arranjo paralelo permite que unidades de vazões mais altas sejam construídas com menores quedas de pressão que podem causar problemas em comparação com arranjos de tubo único. As configurações horizontais costumam ser mais convenientes para operar/manter.

[0165] A FIG. 27 é uma vista em elevação lateral em seção transversal da configuração de reator catalítico paralelo da FIG. 25 mostrada em uma configuração vertical. Configurações verticais podem reduzir a estratificação de produtos líquidos/gasosos e podem eliminar ou pelo menos reduzir a necessidade de misturadores estáticos.

[0166] A FIG. 28 é uma vista em elevação lateral em seção transversal do arranjo de reator catalítico interno helicoidal vertical 900A com dois reatores 700a como o mostrado na FIG. 19 conectados em série. A seção de pré-aquecimento do misturador helicoidal horizontal 820 está conectada a um reator 700a. Misturadores helicoidais podem levar a uma melhor mistura, evitando estagnações e pontos quentes.

[0167] O segmento de resfriamento do misturador helicoidal 830 é mostrado conectado ao outro reator 700a em um declínio de 45 graus. O declínio permite que o produto flua por gravidade, enquanto que o ângulo de 45 graus permite contato suficiente entre o meio de resfriamento e o produto.

[0168] Nas concretizações mostradas, o arranjo de reator catalítico interno helicoidal vertical 900A tem várias entradas/saídas para permitir o uso de misturas de fluido térmico/sal fundido, entretanto outras técnicas de aquecimento (como, mas não limitadas a, aquecimento elétrico) também podem ser usadas.

[0169] A FIG. 29 é uma vista em elevação lateral em seção transversal de um arranjo de reator catalítico anular vertical 900B com dois reatores 700c como o mostrado na FIG. 21 conectados em série.

[0170] A FIG. 30 é uma vista em elevação lateral em corte transversal de uma disposição de reator catalítico vertical 900C com dois reatores vazios 700f como o mostrado na FIG. 23 conectados em série.

[0171] A FIG. 31 é uma vista em perspectiva da configuração de reator horizontal 910 com o reator helicoidal interno 700b configurado para utilizar os aquecedores elétricos 870 como o mostrado na FIG. 20. Na FIG. 31 a carcaça do reator foi removida da parte da configuração do reator horizontal 910 para auxiliar na visualização da localização do reator helicoidal interno 700b.

[0172] Enquanto elementos particulares, concretizações e aplicações da presente invenção foram mostradas e descritas, será entendido que a invenção não é limitada a elas, uma vez que modificações podem ser feitas sem sair do escopo da presente divulgação, particularmente em luz dos ensinamentos anteriores. Por exemplo, as várias concretizações demonstram que diferentes combinações de componentes são possíveis dentro do âmbito da invenção reivindicada, e estas concretizações descritas são demonstrativas e outras combinações dos mesmos componentes ou similares podem ser empregadas para atingir substancialmente o mesmo resultado substancialmente no mesmo caminho. Além disso, todas as reivindicações são aqui incorporadas por referência na descrição das concretizações preferidas.

Claims

1. Sistema para tratamento contínuo de material polimérico reciclado, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) uma tremonha configurada para alimentar continuamente o referido material polimérico reciclado ao referido sistema; (b) um sistema extrusor configurado para transformar continuamente o referido material polimérico reciclado em um material fundido; (c) um sistema de filtragem configurado para filtrar continuamente o referido material fundido; (d) um primeiro reator configurado para despolimerizar continuamente o referido material fundido em um material fundido despolimerizado, o referido primeiro reator compreendendo um misturador estático removível e um adaptador removível com uma pluralidade de recortes formados no mesmo, sendo cada referida pluralidade de recortes para alojar um suporte para o referido misturador estático removível; (e) um trocador de calor configurado para arrefecer continuamente o referido material fundido despolimerizado; e (f) um sistema purificador configurado para purificar continuamente o referido material fundido.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema de filtragem inclui um leito de filtração.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido material polimérico reciclado é um plástico reciclado.

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: (g) um segundo reator configurado para despolimerizar o referido material fundido em um material fundido despolimerizado.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os referidos reatores são conectados em série.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os referidos reatores são empilhados verticalmente.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os referidos reatores são empilhados horizontalmente.

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o referido sistema purificador inclui um dentre separação por flash, leitos absorventes, polidores de argila ou evaporadores de filme.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: (h) um aquecedor separado configurado para auxiliar a referida extrusora.

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que é configurado para empregar pelo menos um dentre um gás ou óleo criado pelo referido sistema purificador como combustível para o referido sistema.

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o referido sistema extrusor emprega fluidos térmicos.

12. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o referido sistema extrusor emprega aquecedores elétricos.

13. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro reator emprega um catalisador, em que o referido catalisador compreende Fe, Cu, Al e O.

14. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro reator emprega um catalisador, em que o referido catalisador é feito de materiais do grupo que consiste em zeólita, sílica mesoporosa, H-mordenite e alumina.

15. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o referido material polimérico reciclado compreende polietileno reticulado.

16. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o referido material polimérico reciclado compreende polietileno reticulado de baixa densidade.

17. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o referido material polimérico reciclado compreende polietileno reticulado de alta densidade.