BR112019021591A2 - Sistema e método para processar efluente de polimerização de reator - Google Patents
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Abstract
um método para processar uma corrente de efluente de reator de polimerização compreendendo utilizar um sistema de separação que remove mais de 99% das partículas de polímero finas no efluente de reator de polimerização, em que o sistema de separação é um sistema de filtro de saco e em que o filtro de saco é projetado e operado para minimizar o tempo necessário para desligamentos e limpeza de equipamentos.
Description
SISTEMA E MÉTODO PARA PROCESSAR EFLUENTE DE POLIMERIZAÇÃO DE REATOR
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisional US N.s de Série 62/486.157, depositado em 17 de abril de 2017, cuja divulgação é incorporada neste documento para referência na sua totalidade.
CAMPO DA INVENÇÃO
[002] Esta divulgação se refere geralmente a um sistema para processar uma corrente de efluente de um processo de reação de polimerização. Particularmente, a divulgação se refere à remoção de um ou mais componentes indesejados e à reciclagem de um ou mais componentes reusáveis de uma corrente de efluente de reação de polimerização.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[003] A produção de polímeros, tal como polietileno, requer um estoque de alimentação de alta pureza de vários componentes, incluindo monômeros e comonômeros. A fim de compensar alguns dos custos e maximizar a produção, pode ser útil recuperar e/ou reciclar alguns componentes de estoque de alimentação de uma corrente de efluente resultante da reação de polimerização. Para conseguir isto, as correntes de efluentes recuperadas foram convencionalmente encaminhadas através de um processo de purificação ou redirigidas através de outras etapas de processamento redundantes.
[004] Tentativas convencionais de produzir industrialmente componentes de estoque de alimentação de alta pureza exigiam a operação de uma série de equipamentos de processo, incluindo uma câmara de ignição, um ciclone, uma unidade de filtração, múltiplas colunas de destilação, compressores, unidades de refrigeração e vários outros equipamentos. Como tal, os custos de equipamento e energia associados à purificação de estoque de alimentação representam uma
Petição 870190103494, de 14/10/2019, pág. 19/66
2/41 proporção significativa do custo total para a produção de tais polímeros. Além disso, a infraestrutura necessária para produzir, manter e reciclar estoques de alimentação de alta pureza representa uma porção significativa do custo associado. Em particular, a presença de pequenas partículas de polímero no efluente pode causar problemas no equipamento a jusante usado para separação e purificação de efluente. Portanto, é importante remover essencialmente todas as partículas de polímero sólidas e finos de polímero da corrente de efluente depois que ela deixa o reator de polimerização, mas antes de ela ser submetida a qualquer separação, recuperação ou reciclo adicional.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[005] É aqui divulgado um método para tratar uma corrente de efluente de reator de polimerização, em que o método compreende recuperar a corrente de efluente de reator do reator de polimerização, queimar a corrente de efluente de reator para formar uma corrente de gás de ignição e passar a corrente de gás de ignição através de um ou mais dispositivos de separação para remover finos de polímero.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[006] As seguintes figuras formam parte do presente relatório descritivo e são incluídas para demonstrar ainda mais certos aspectos da presente invenção. A invenção pode ser mais bem compreendida por referência a uma ou mais destas figuras em combinação com a descrição detalhada de modalidades específicas aqui apresentadas.
[007] Figura 1 ilustra um diagrama de blocos de um sistema de polimerização de polietileno de acordo com uma modalidade da divulgação.
[008] Figura 2 ilustra os principais componentes de um aparelho de filtro de saco de acordo com uma modalidade da divulgação.
[009] Embora as invenções aqui divulgadas sejam suscetíveis a várias modificações e formas alternativas, apenas algumas modalidades específicas
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3/41 foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e são descritas em detalhes abaixo. As figuras e as descrições detalhadas destas modalidades específicas não se destinam a limitar a amplitude ou o escopo dos conceitos inventivos ou das reivindicações anexas de qualquer maneira. Pelo contrário, as figuras e as descrições escritas detalhadas são fornecidas para ilustrar os conceitos inventivos para uma pessoa versada na técnica e para permitir que essa pessoa faça e use os conceitos inventivos.
DEFINIÇÕES
[010] As seguintes definições são fornecidas a fim de auxiliar os versados na técnica na compreensão da descrição detalhada da presente invenção. A menos que definido de outro modo aqui, termos científicos e técnicos usados em conexão com a presente invenção terão os significados que são comumente compreendidos pelos versados na técnica à qual esta invenção pertence. Além disso, a menos que de outro modo requerido pelo contexto, termos singulares incluirão pluralidades e termos plurais incluirão o singular.
[011] A menos que explicitamente declarado de outro modo em circunstâncias definidas, toas as percentagens, partes, razões e quantidades similares usadas aqui são definidas em peso.
[012] Além disso, neste contexto, certas características da invenção as quais são, por clareza, descritas aqui no contexto de modalidades separadas, também podem ser fornecidas em combinação em uma única modalidade. Inversamente, várias características da invenção as quais são, por brevidade, descritas no contexto de uma única modalidade, também podem ser fornecidas separadamente ou em qualquer subcombinação.
[013] Os artigos “um” e “uma” podem ser empregados em conexão com vários elementos e componentes de composições, processos ou estruturas aqui descritas. Isto é meramente por conveniência e para dar um sentido geral das composições, processos ou estruturas. Tal descrição inclui “um ou pelo menos
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4/41 um” dos elementos ou componentes. Mais ainda, como aqui usados, os artigos singulares incluem também uma descrição de uma pluralidade de elementos ou componentes, a menos que seja aparente de um contexto específico que o plural seja excluído.
[014] O termo “cerca de” significa que quantidades, tamanhos, formulações, parâmetros e outras quantidades e características não são e não precisam ser exatas, mas podem ser aproximadas e/ou maiores ou menores, como desejado, refletindo tolerâncias, fatores de conversão, arredondamento, erro de medição e similares, e outros fatores conhecidos dos versados na técnica. Em geral, uma quantidade, tamanho, formulação, parâmetro ou outra quantidade ou característica é “de cerca de” ou “aproximada” se ou não expressamente declarada ser como tal. O termo “cerca de” também engloba quantidades que diferem devido a condições de equilíbrio diferentes para uma composição resultando de uma mistura inicial particular. Se ou não modificadas pelo termo “cerca de”, as reivindicações incluem equivalentes às quantidades. O termo “cerca de” pode significar dentro de 10% do valor numérico relatado, preferivelmente dentro de 5% do valor numérico relatado.
[015] Como usados aqui, os termos “compreende”, “compreendendo”, “inclui”, “incluindo”, “tem”, “tendo”, “contém” ou “contendo”, ou qualquer outra variação dos mesmos, são destinados a cobrir uma inclusão não exclusiva. Por exemplo, uma composição, uma mistura, um processo, um método, um artigo ou um aparelho que compreende uma lista de elementos não está necessariamente limitado a apenas esses elementos, mas pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal composição, mistura, processo, método, artigo ou aparelho. Além disso, a menos que expressamente declarado em contrário, “ou” se refere a um ou inclusivo ou não a um ou exclusivo. Por exemplo, uma condição A ou B é satisfeita por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou está presente) e B é falso (ou não está presente), A é falso (ou não está presente) e B é verdadeiro (ou está presente) e ambos A e B são verdadeiros (ou estão presentes).
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[016] Além disso, as faixas estabelecidas aqui incluem seus pontos extremos, a menos que expressamente indicado de outra forma. Além disso, quando uma quantidade, concentração ou outro valor ou parâmetro é dado como uma faixa, uma ou mais faixas preferidas ou uma lista de valores preferíveis superiores e valores preferíveis inferiores, isto será entendido como divulgando especificamente todas as faixas formadas de qualquer par de qualquer limite de faixa ou valor preferido superior e qualquer limite de faixa ou valor preferido inferior, independentemente de tais pares serem divulgados separadamente. O escopo da invenção não está limitado aos valores específicos recitados ao definir uma faixa.
[017] O termo “contatar”, como usado aqui, se refere ao processo de colocar em contato pelo menos duas espécies distintas de modo que elas possam reagir. Será apreciado, no entanto, que o produto de reação resultante pode ser produzido diretamente de uma reação entre os reagentes adicionados ou de um intermediário de um ou mais dos reagentes adicionados que possam ser produzidos na mistura de reação.
[018] O termo “condições padrão”, como aqui usado, se refere a condições de cerca de 14,7 psi absoluta e 60 °F (0,101 MPa absoluta e 15,56 °C). O termo “taxa de fluxo real”, como usado aqui, se refere à taxa de fluxo na temperatura e pressão de operação reais (especificadas). De acordo com a nomenclatura conhecida pelos versados na técnica, a abreviatura “scf” se refere a “pés cúbicos padrão”, por exemplo, o volume (em pés cúbicos) de um gás em condições padrão.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES
[019] As Figuras descritas acima e a descrição escrita das estruturas e funções específicas abaixo não são apresentadas para limitar o escopo do que os Requerentes inventaram ou o escopo das reivindicações anexas. Em vez disso, as Figuras e a descrição escrita são fornecidas para ensinar qualquer pessoa versada na técnica a fazer e usar as invenções para as quais se busca proteção
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6/41 de patente. Aqueles versados na técnica apreciarão que nem todas as características de uma modalidade comercial das invenções são descritas ou mostradas por uma questão de clareza e compreensão. As pessoas versadas nesta técnica também apreciarão que o desenvolvimento de uma modalidade comercial real incorporando aspectos das presentes invenções exigirá numerosas decisões específicas de implementação para alcançar o objetivo final do desenvolvedor para a modalidade comercial. Tais decisões específicas de implementação podem incluir, e provavelmente não estão limitadas a, cumprimento de restrições relativas a sistema, relativas a negócio, relativas a governo e outras restrições que podem variar por implementação, localização específicas e ocasionalmente. Embora os esforços de um desenvolvedor possam ser complexos e demorados em um sentido absoluto, tais esforços seriam, no entanto, um empreendimento rotineiro para aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação. Deve ser entendido que as invenções divulgadas e ensinadas aqui são suscetíveis a numerosas e várias modificações e formas alternativas. Por fim, o uso de um termo singular, tal como, mas não limitado a, “um/uma”, não se destina a limitar o número de itens. Além disso, o uso de termos relacionais, tal como, mas não limitados a, “de topo”, “de fundo”, “esquerdo”, “direito”, “superior”, “inferior”, “para baixo”, “para cima”, “lateral” e semelhantes são usados na descrição escrita para clareza em referência específica às Figuras e não se destinam a limitar o escopo da invenção ou das reivindicações anexas.
[020] São aqui divulgadas várias modalidades de sistemas, aparelhos, processos e métodos relativos a reações de polimerização, particularmente, polimerização de polietileno e a produção de polietileno e outras olefinas poliméricas, tal como polipropileno. Os sistemas, aparelhos e métodos se referem geralmente a um processo para a separação e manipulação da corrente de efluente de um processo de polimerização de polietileno.
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[021] Com referência agora à FIG. 1, um primeiro sistema de produção de polietileno (PEP) 100 é ilustrado. O sistema PEP 100 compreende geralmente um purificador 102, reator 104, um aquecedor de linha de inflamação 120, uma câmara de inflamação 130, um ciclone de gás de inflamação 140, um sistema de filtração 150 e um sistema de destilação 160. Nas modalidades de PEP divulgadas aqui, vários desses componentes de sistema podem estar em comunicação de fluido via um ou mais condutos (por exemplo, tubos, tubulação ou linhas de fluxo) adequados para o transporte de uma corrente particular, por exemplo, como mostrado na Figura 1 pelas correntes que são transportadas via tais condutos. Em modalidades alternativas, os mesmos equipamentos e/ou processos ou semelhantes podem ser empregados para a produção de outros materiais poliméricos, por exemplo, polipropileno, polibutileno, policloreto de vinila, ou semelhantes.
[022] Na modalidade da FIG. 1, a purificação da corrente de alimentação 101 no purificador 102 pode produzir uma corrente purificada 103 compreendendo monômeros substancialmente puros (por exemplo, monômeros de etileno), como será aqui descrito. A polimerização de monômeros da corrente purificada 103 no reator 104 pode produzir uma corrente de efluente 110 compreendendo geralmente etileno não reagido, etano, diluente (por exemplo, um ou mais de propano, propileno, isobutano ou n-butano) e um produto de polimerização (por exemplo, polietileno). O aquecimento da corrente de efluente 110 no aquecedor de linha de inflamação 120 pode produzir uma corrente de efluente aquecida 125. A separação da corrente de efluente aquecida 125 na câmara de inflamação 130 pode produzir uma corrente de produto polimérico 135 e uma corrente de gás de inflamação 145. A remoção de finos de polímero da corrente de efluente de gás inflamado 145 no ciclone de gás de inflamação 140 e no filtro de saco 150 pode produzir uma corrente de efluente de reator de fase de gás substancialmente livre de sólidos, como descrito pela corrente 185.
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[023] Várias modalidades de sistemas de PEP adequados foram divulgadas, modalidades de um processo de PEP são agora divulgadas. Uma ou mais das modalidades de um processo de PEP podem ser descritas com referência ao sistema de PEP 100. Embora um dado processo de PEP possa ser descrito com referência a uma ou mais modalidades de um sistema de PEP, tal divulgação não deve ser interpretada como tão limitante. Embora as várias etapas dos processos divulgados aqui possam ser divulgadas ou ilustradas em uma ordem particular, isso não deverá ser interpretado como limitando o desempenho destes processos a qualquer ordem particular, a menos que de outro modo indicado.
[024] Numa modalidade, uma corrente de alimentação é purificada (por exemplo, no bloco 102). A purificação da corrente de alimentação pode compreender separar compostos e elementos indesejados de uma corrente de alimentação compreendendo etileno para formar uma corrente de alimentação de etileno purificada. Em modalidades ilustradas pela FIG. 1, a purificação da corrente de alimentação pode compreender encaminhar a corrente de alimentação 101 para o purificador 102. Em uma ou mais das modalidades divulgadas aqui, o purificador 102 pode compreender um ou mais dispositivos ou aparelhos adequados para a purificação de um ou mais gases reagentes em uma corrente de alimentação a qual pode compreender uma pluralidade de compostos, elementos, contaminantes gasosos potencialmente indesejados ou similares. Exemplos não limitantes de um purificador adequado 102 de acordo com a presente divulgação podem compreender um filtro, uma membrana, um reator, um absorvente, uma peneira molecular, uma ou mais colunas de destilação, colunas de fracionamento ou combinações dos mesmos. O purificador 102 pode ser configurado para separar etileno de uma corrente compreendendo metano, etano, acetileno, propano, propileno, água, oxigênio, outros hidrocarbonetos gasosos, vários contaminantes e/ou combinações dos mesmos.
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[025] E m uma modalidades, a purificação de uma corrente de alimentação pode render uma corrente de alimentação purificada 103 compreendendo etileno substancialmente puro. Em uma modalidade, a corrente de alimentação purificada pode compreender menos de 25% em peso, alternativamente, menos de cerca de 10% em peso, e em uma alternativa adicional, menos de cerca de 1,0% em peso de qualquer um ou mais de nitrogênio, oxigênio, metano, etano, propano, outros hidrocarbonetos ou combinações dos mesmos. Como usado aqui “etileno substancialmente puro” se refere a uma corrente de fluido compreendendo pelo menos cerca de 60% de etileno, alternativamente pelo menos cerca de 70% de etileno, alternativamente pelo menos cerca de 80% de etileno, alternativamente pelo menos cerca de 90% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 95% de etileno, alternativamente, pelo menos cerca de 99% de etileno em peso, alternativamente, pelo menos cerca de 99,5% de etileno em peso. Numa modalidade, a corrente de alimentação purificada 103 pode ainda compreender quantidades de traços de etano, por exemplo, menos de cerca de 0,5% de etano em peso.
[026] Em uma modalidade, monômeros da corrente de alimentação purificada 103 podem, então, ser polimerizados (por exemplo, no bloco 104). A polimerização de monômeros da corrente de alimentação purificada 103 pode compreender facilitar uma reação de polimerização entre uma pluralidade de monômeros contatando um monômero ou dois ou mais monômeros com um sistema de catalisador em condições adequadas para a formação de um polímero. Um sistema de catalisador adequado pode compreender um catalisador e, opcionalmente, um cocatalisador e/ou um ou mais promotores. Exemplos não limitativos de sistemas de catalisador adequados incluem, mas não se limitam a, catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores Ziegler, catalisadores de cromo, catalisadores de óxido de cromo, catalisadores de cromoceno, catalisadores de metaloceno, catalisadores de níquel ou combinações dos mesmos. Sistemas de catalisadores adequados para uso nesta divulgação
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10/41 foram descritos, por exemplo, nas Patentes US 7.619.047, 7.332.543, 7.790.820, 7.136.906 e 7.960.487, cada uma das quais é aqui incorporada por referência na sua totalidade. De acordo com uma modalidade da presente divulgação, qualquer sistema de catalisador adequado pode ser empregado, como possa ser apropriado para um dado processo ou necessidade ou desejo de produto.
[027] Na modalidade ilustrada na FIG. 1, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender encaminhar a corrente de alimentação purificada 103 para o reator de polimerização 104. Em uma ou mais das modalidades divulgadas aqui, o reator 104 pode compreender qualquer recipiente ou combinação de recipientes configurados adequadamente para fornecer um ambiente para uma reação química (por exemplo, uma zona de contato) entre monômeros (por exemplo, etileno) e/ou polímeros (por exemplo, cadeia de polímero ativa ou crescente) na presença de um catalisador para render um polímero (por exemplo, um polímero de polietileno). Embora a modalidade da FIG. 1 ilustre um sistema de PEP tendo um reator, um versado na técnica visualizando esta divulgação reconhecerá que dois ou mais reatores dispostos em qualquer configuração adequada (por exemplo, em série e/ou em paralelo) podem ser empregados, tal como, por exemplo, dois ou mais reatores de circuito fechado dispostos em série e/ou em paralelo, ou um reator de circuito fechado e um reator de leito fluidizado dispostos em série ou em paralelo.
[028] Como usado neste documento, os termos “reator de polimerização” ou “reator” incluem qualquer reator de polimerização (por exemplo, um recipiente) capaz de polimerizar monômeros de olefina para produzir homopolímeros ou copolímeros. Esses homopolímeros e copolímeros podem ser referidos como resinas ou polímeros. Os vários tipos de reatores incluem aqueles que são referidos como reatores de batelada, pasta, fase de gás, solução, alta pressão, tubulares ou de autoclave. Reatores de fase de gás podem compreender reatores de leito fluidizado ou reatores horizontais escalonados. Reatores de pasta podem compreender circuitos fechados verticais ou horizontais dispostos
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11/41 simplesmente ou em série. Reatores de alta pressão podem compreender reatores de autoclave ou tubulares ou combinações de reatores de autoclave e tubulares. Tipos de reatores podem incluir processos de batelada e/ou contínuos. Processos contínuos podem usar descarga de produto intermitente ou contínua. Os processos também podem incluir reciclo direto parcial ou completo de monômero não reagido, comonômero não reagido e/ou diluente.
[029] Sistemas de reator de polimerização da presente divulgação podem compreender um tipo de reator em um sistema. Alternativamente, em uma modalidade em que são empregados múltiplos reatores, dois ou mais reatores podem ser do mesmo tipo ou de tipos diferentes. A produção de polímeros em múltiplos reatores pode incluir vários estágios em pelo menos dois reatores de polimerização separados interligados por um dispositivo de transferência ou conduto tornando possível transferir os polímeros resultantes do primeiro reator de polimerização para o segundo reator. As condições de polimerização desejadas em um dos reatores podem ser diferentes das condições de operação no(s) outro(s) reator(es). Alternativamente, a polimerização em múltiplos reatores pode incluir a transferência de polímero de um primeiro reator para reatores subsequentes para polimerização continuada. Sistemas de reatores múltiplos podem incluir qualquer combinação incluindo, mas não limitada a, múltiplos reatores de circuito fechado, múltiplos reatores de gás, uma combinação de reatores de circuito fechado e de gás, múltiplos reatores de alta pressão ou uma combinação de reatores de alta pressão com circuito fechado e/ou gás. Os múltiplos reatores podem ser operados em série ou em paralelo ou qualquer combinação dos mesmos.
[030] De acordo com um aspecto desta divulgação, o reator de polimerização pode compreender pelo menos um reator de fase de gás. Em um aspecto alternativo, o reator de polimerização pode compreender pelo menos um reator de fase de gás em combinação com pelo menos outro reator que pode ser um reator de circuito fechado de pasta ou um reator de polimerização de solução.
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Esses sistemas podem empregar uma corrente de reciclo contínua contendo um ou mais monômeros ciclados continuamente através de um leito fluidizado na presença do catalisador em condições de polimerização. Uma corrente de reciclo pode ser retirada do leito fluidizado e reciclada de volta para o reator. Simultaneamente, o produto de polímero pode ser retirado do reator e monômero novo ou fresco pode ser adicionado para substituir o monômero polimerizado. Esses reatores de fase de gás podem compreender um processo para polimerização de olefinas em fase de gás de múltiplas etapas no qual olefinas são polimerizadas na fase gasosa em pelo menos duas zonas de polimerização de fase de gás independentes enquanto alimentando um polímero contendo catalisador formado em uma primeira zona de polimerização para uma segunda zona de polimerização. Um tipo de reator de fase de gás é divulgado nas Patentes US 5.352.749, 4.588.790 e 5.436.304, cada uma das quais é incorporada por referência em sua totalidade aqui.
[031] De acordo com outro aspecto desta divulgação, o sistema de reator de polimerização pode compreender adicionalmente pelo menos um reator de pasta de circuito fechado compreendendo circuitos fechados verticais ou horizontais. Monômero, diluente, catalisador e, opcionalmente, qualquer comonômero podem ser continuamente alimentados a um reator de circuito fechado onde a polimerização pode ocorrer. Geralmente, os processos contínuos podem compreender a introdução contínua de um monômero, um catalisador e um diluente em um reator de polimerização e a remoção contínua deste reator de uma suspensão compreendendo partículas de polímero e o diluente. Diluentes adequados usados em polimerização de pasta incluem, mas não estão limitados a, o monômero sendo polimerizado e hidrocarbonetos que são líquidos em condições de reação. Exemplos de diluentes adequados incluem, mas não estão limitados a, hidrocarbonetos tais como propano, ciclo-hexano, isobutano, n-butano, n-pentano, isopentano, neopentano e n-hexano. Algumas reações de polimerização em circuito fechado podem ocorrer em condições volumosas onde
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13/41 nenhum diluente é usado. Um exemplo de polimerização de monômero de propileno é divulgado na Patente US 5.455.314, que é incorporada por referência neste documento na sua totalidade. Um processo de polimerização de pasta típico (também conhecido como o processo de formação de partícula) é divulgado, por exemplo, nas Patentes US 3.248.179, 4.501.885, 5.565.175, 5.575.979, 6.239.235, 6.262.191 e 6.833.415, cada uma das quais é incorporada por referência na sua totalidade aqui. Numa modalidade, qualquer tipo, forma, estilo ou combinação adequada de reator ou reatores de polimerização pode ser empregada numa dada aplicação.
[032] De acordo com ainda outro aspecto da divulgação, o reator de polimerização pode compreender um reator de polimerização de solução em que o monômero é contatado com a composição de catalisador por agitação adequada ou outros meios. Um transportador compreendendo um diluente orgânico inerte ou monômero em excesso pode ser empregado. Se desejado, o monômero pode ser levado na fase de vapor a contato com o produto de reação catalítico na presença ou ausência de material líquido. A zona de polimerização pode ser mantida a temperaturas e pressões que resultarão na formação de uma solução do polímero em um meio de reação. Agitação pode ser empregada para obter melhor controle de temperatura e manter misturas de polimerização uniformes em toda a zona de polimerização. Meios adequados podem ser utilizados para dissipar o calor de polimerização.
[033] Reatores de polimerização adequados para a presente divulgação podem ainda compreender qualquer combinação de pelo menos um sistema de alimentação de matéria-prima, pelo menos um sistema de alimentação para catalisador ou componentes de catalisador, pelo menos um sistema de reciclo e/ou pelo menos um sistema de recuperação de polímero. Sistemas de reator adequados para a presente divulgação podem ainda compreender sistemas para purificação de estoque de alimentação, armazenamento e preparação de catalisador, extrusão, resfriamento de reator, recuperação de polímero,
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14/41 fracionamento, reciclo, armazenamento, descarregamento, análise de laboratório, controle de processo e/ou outros sistemas.
[034] Condições que podem ser controladas quanto a eficiência de polimerização e para proporcionar propriedades de resina desejadas incluem tempo, temperatura, pressão e as concentrações de vários reagentes. A temperatura de polimerização pode afetar a produtividade do catalisador, o peso molecular do polímero e a distribuição de peso molecular. Temperatura de polimerização adequada pode ser qualquer temperatura abaixo da temperatura de despolimerização de acordo com a equação de energia Livre de Gibbs. Tipicamente, a temperatura de polimerização inclui temperaturas na faixa de cerca de 60 °C a cerca de 280 °C, por exemplo, e de cerca de 70 °C a cerca de 110 °C, dependendo do tipo de reator de reação de polimerização.
[035] O tempo de contato adequado dos componentes do processo de polimerização pode variar, conforme seja apropriado para um dado processo ou necessidade ou desejo de produto. Além do tempo de contato quanto a própria reação de polimerização, qualquer/todos os tempos para pré-contato, préativação, ativação, envelhecimento, condicionamento ou outro processo relativo à etapa de polimerização podem ser variados, conforme possa ser necessário ou desejado para alcançar um resultado adequado.
[036] Pressões adequadas também variarão de acordo com o tipo de reator e polimerização. A pressão para polimerizações de fase líquida em um reator de circuito fechado é tipicamente menor que cerca de 1.000 psig (6,89 MPa). A pressão para polimerização de fase de gás é geralmente de cerca de 200 psig a 500 psig (1,38 MPa a 3,45 MPa). A polimerização a alta pressão em reatores tubulares ou de autoclave é geralmente operada a cerca de 20.000 psi a cerca de 75.000 psi (137,90 a 517,11 MPa). Os reatores de polimerização também podem ser operados em uma região supercrítica ocorrendo em temperaturas e pressões geralmente mais altas. A operação acima do ponto crítico de um diagrama de pressão/temperatura (fase supercrítica) pode oferecer vantagens.
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Em uma modalidade, a polimerização pode ocorrer em um ambiente tendo uma combinação adequada de temperatura e pressão. Por exemplo, a polimerização pode ocorrer a uma pressão numa faixa de cerca de 425 psi (2,93 MPa) a cerca de 900 psi (6,21 MPa), alternativamente, cerca de 450 psi (3,10 MPa) a cerca de 675 psi (4,65 MPa) e uma temperatura numa faixa de cerca de 60°C a cerca de 280°C, alternativamente, de cerca de 70°C a cerca de 110°C.
[037] A concentração de vários reagentes pode ser controlada para produzir resinas com certas propriedades físicas e mecânicas. O produto de uso final proposto que será formado pela resina e pelo método de formar esse produto determina as propriedades de resina desejadas. As propriedades mecânicas incluem testes de tração, flexão, impacto, fluência, relaxação de tensão e dureza. As propriedades físicas incluem medições de densidade, peso molecular, distribuição de peso molecular, temperatura de fusão, temperatura de transição vítrea, temperatura de fusão de cristalização, densidade, estereorregularidade, crescimento de rachadura, ramificação de cadeia longa e reológicas.
[038] As concentrações e/ou pressões parciais de monômero, comonômero, hidrogênio, cocatalisador, modificadores e doadores de elétrons são importantes na produção destas propriedades de resina. O comonômero maio ser usado para controlar a densidade de produto. Hidrogênio pode ser usado para controlar o peso molecular do produto. Cocatalisadores podem ser usados para alquilar, eliminar venenos e controlar peso molecular. Modificadores podem ser usados para controlar propriedades de produto e doadores de elétrons que afetam a estereorregularidade, a distribuição de peso molecular ou peso molecular. Além disso, a concentração de venenos é minimizada porque venenos impactam as reações e as propriedades de produto.
[039] Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender introduzir um sistema de catalisador adequado no
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16/41 reator 104, de modo a formar uma pasta. Alternativamente, um sistema de catalisador adequado pode residir no reator 104.
[040] Como explicado anteriormente, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender manipular seletivamente uma ou mais condições de reação de polimerização para render um dado produto de polímero, para render um produto de polímero tendo uma ou mais propriedades desejáveis, para atingir uma eficiência desejada, para atingir um rendimento desejado, similares ou combinações dos mesmos. Exemplos não limitativos de tais parâmetros incluem tempo, temperatura, pressão, tipo e/ou quantidade de catalisador ou cocatalisador, as concentrações e/ou pressões parciais de vários reagentes, ou outros parâmetros de processo. Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da corrente purificada 103 pode compreender ajustar uma ou mais condições de reação de polimerização.
[041] Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender manter uma temperatura, pressão e/ou pressão(ões) parcial(is) adequadas durante a reação de polimerização, alternativamente, ciciar entre uma série de temperaturas, pressões e/ou pressão(ões) parcial(is) adequadas durante a reação de polimerização.
[042] Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da alimentação purificada pode compreender circular, fluir, ciciar, misturar, agitar ou combinações dos mesmos, os monômeros, o sistema de catalisador e/ou a pasta dentro do reator 104. Em uma modalidade onde os monômeros, o sistema de catalisador e/ou a pasta são circulados, a circulação pode ser a uma velocidade (por exemplo, velocidade de fluido) de cerca de 1 m/s a cerca de 30 m/s (3,2 ft/s a 99 ft/s), alternativamente de cerca de 2 m/s a cerca de 17 m/s (6,5 ft/s a 56 ft/s), alternativamente de cerca de 3 m/s a cerca de 15 m/s (9,8 ft/s a 49 ft/s).
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[043] Em uma modalidade, a polimerização de monômeros da corrente purificada pode compreender configurar o reator 104 para produzir um polímero multimodal (por exemplo, um bimodal) (por exemplo, polietileno). Por exemplo, o polímero resultante pode compreender tanto um polímero de polietileno de peso molecular relativamente alto, baixa densidade (HMWLD) e um polímero de polietileno de peso molecular relativamente baixo, alta densidade (LMWHD). Na modalidade ilustrada na FIG. 1, a polimerização de monômeros da alimentação purificada no reator 104 pode render uma corrente de efluente 110, que pode geralmente compreender vários sólidos, semissólidos, líquidos voláteis e não voláteis, gases e/ou combinações dos mesmos. Por exemplo, a corrente de efluente 110 pode compreender monômeros reagentes não reagidos (por exemplo, monômeros de etileno não reagidos), líquidos, diluentes, produtos residuais, outros gases e/ou contaminantes. Em uma modalidade, a corrente de efluente 110 pode compreender hidrogênio, nitrogênio, metano, etileno, etano, propileno, propano, butano, isobutano, pentano, hexano, hexeno-1 e hidrocarbonetos mais pesados e produto de polímero (por exemplo, polietileno). Em uma modalidade, etileno pode estar presente numa faixa de cerca de 0,1% a cerca de 15%, alternativamente, de cerca de 1,0% a cerca de 10%, em peso. Etano pode estar presente numa faixa de cerca de 0,001% a cerca de 4%, alternativamente, de cerca de 0,2% a cerca de 2%, em peso. Isobutano pode estar presente numa faixa de cerca de 70% a cerca de 99%, alternativamente, de cerca de 80% a cerca de 98%, em peso, alternativamente, cerca de 83% a cerca de 97%, em peso. Os sólidos e/ou líquidos podem compreender um produto de polímero (por exemplo, um polímero de polietileno), frequentemente referido neste estágio do processo de PEP 100 como “polímero de felpa”, ou simplesmente “felpa”.
[044] Numa modalidade, calor pode ser adicionado à corrente de efluente 110. Por exemplo, energia (por exemplo, calor) pode ser adicionada à corrente de efluente 110 para facilitar o processamento (separação dos componentes da
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18/41 corrente de efluente 110, como será discutido aqui). Numa modalidade, o aquecimento da corrente de efluente pode ser realizado por qualquer dispositivo, aparelho ou processo adequado como produza estados e/ou fases de componente, aumentos na temperatura da corrente de efluente ou combinações do mesmo conforme possa ser desejado para uma dada aplicação. Na modalidade da FIG. 1, a corrente de efluente de aquecimento 110 pode compreender encaminhar a corrente de efluente 110 através de um aquecedor adequado, por exemplo, aquecedor de linha de inflamação 120. Como aqui usado, o termo “aquecedor de linha de inflamação” pode se referir a um dispositivo ou aparelho configurado e disposto para adicionar calor a uma corrente (por exemplo, corrente de efluente 110, que pode compreender sólidos, líquidos e/ou gases). Aquecedores de linha de inflamação adequados, como podem ser empregados aqui, são divulgados, por exemplo, nas Patentes US 3.152.872; 5,183,866; e 5,207,929, cada uma das quais é aqui incorporada na sua totalidade. Um exemplo de um aquecedor de linha de inflamação adequado é um trocador de calor. Tal trocador de calor pode compreender um tubo de parede dupla no qual a substância a ser aquecida (por exemplo, corrente de efluente 110) flui através de um tubo interno enquanto vapor é injetado num tubo externo ou circundante. Em uma modalidade, o aquecedor de linha de inflamação pode operar intermitentemente. Geralmente, o volume de material fluindo através de um trocador de calor e a velocidade à qual ele flui determinam a quantidade de calor que será adicionada. Em uma modalidade, o aquecimento da corrente de efluente 110 pode produzir uma corrente de efluente aquecida 125.
[045] Numa modalidade alternativa, calor não é adicionado à corrente de efluente 110. Por exemplo, numa modalidade, a reação de polimerização pode ocorrer a temperaturas, pressões e/ou outros parâmetros de operação que fornecem energia suficiente para tornar desnecessária a adição de calor ou energia à corrente de efluente.
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[046] Em uma modalidade, a corrente de efluente aquecida 125 (alternativamente, em uma modalidade onde a corrente de efluente não foi aquecida, corrente 110) pode ser separada em uma corrente de produto de polímero e uma corrente de gás de inflamação. Em uma modalidade, a separação da corrente de efluente aquecida 125 em uma corrente de produto de polímero e uma corrente de gás de inflamação pode ser conseguida por qualquer dispositivo, aparelho, processo ou série de processos adequados. Por exemplo, em uma modalidade, a separação de uma corrente de efluente (tal como corrente de efluente aquecida 125 ou corrente 110) em uma corrente de produto de polímero e uma corrente de efluente de gás de inflamação pode compreender inflamar a corrente de efluente na câmara de inflamação 130. Não pretendendo ser limitado pela teoria, “inflamar” uma corrente geralmente se refere a causar uma mudança de fase na qual componentes de fase líquida de uma corrente (por exemplo, corrente de efluente aquecida 125) são convertidos em componentes de fase de gás (por exemplo, vaporizando/gaseificando os componentes líquidos da corrente), por exemplo, como por uma redução da pressão da corrente. Em uma modalidade, a inflamação pode ser conseguida adicionando calor a uma corrente, reduzindo a pressão da corrente, adicionando outras formas de energia à corrente (por exemplo, energia ultrassônica), ou combinações dos mesmos. Por exemplo, a inflamação de uma corrente pode compreender rapidamente (por exemplo, instantaneamente ou quase instantaneamente) deixar o volume da corrente aumentar de modo que a pressão da corrente caia e os componentes líquidos da corrente entrem em uma fase de vapor ou gás. Como tal, uma corrente que tenha sido inflamada pode compreender componentes de fase gasosa (por exemplo, o gás de inflamação) e componentes de fase sólida (por exemplo, o produto de polímero). Por exemplo, em uma modalidade substancialmente todos (por exemplo, pelo menos cerca de 98%, alternativamente cerca de 99%, alternativamente cerca de 99,5%, alternativamente cerca de 99,9% em peso total) os componentes não poliméricos (por exemplo, líquidos e gases) presentes na corrente 125 são
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20/41 recuperados como gases através da corrente 145. O produto de polímero sólido é recuperado através da corrente 135.
[047] Em uma modalidade, os componentes de fase sólida (corrente 135) podem ser suficientemente segregados dos componentes gasosos (corrente 145) mediante inflamação (por exemplo, vaporização) da corrente e sem a necessidade de submeter os componentes de fase sólida e os componentes gasosos a qualquer processo de separação adicional. Por exemplo, os materiais sólidos que foram arrastados dentro da corrente podem “cai fora” quando os componentes líquidos da corrente sofrem uma mudança de fase para vapor.
[048] Na modalidade da FIG. 1, a separação da corrente de efluente aquecida compreende encaminhar a corrente de efluente aquecida 125 para a câmara de inflamação 130. A câmara de inflamação 130 pode compreender um único recipiente ou múltiplos recipientes, conforme adequado, e pode compreender compartimentos ou câmaras de inflamação adicionais, câmaras de lavagem/surgência, várias válvulas, entradas, saídas ou outros equipamentos adequados. Não pretendendo estar limitado pela teoria, quando a corrente de efluente aquecida 125 é introduzida na câmara de inflamação 130, o volume da corrente entrando na câmara de inflamação 130 pode expandir rapidamente, resultando numa diminuição da pressão da corrente e na vaporização dos componentes líquidos da corrente de efluente aquecida 125. Como tal, numa modalidade, a introdução da corrente de efluente aquecida 125 na câmara de inflamação 130 (por exemplo, a inflamação da corrente de efluente aquecida 125) pode render componentes sólidos (por exemplo, produto de polímero ou felpa de polímero) e componentes gasosos ou vaporosos (por exemplo, gases de inflamação). Também na modalidade da FIG. 1, qualquer produto de polímero remanescente na corrente 145 pode ser ainda segregado dos gases de inflamação por etapas de separação subsequentes.
[049] Na modalidade da FIG. 1, os componentes sólidos da corrente de efluente aquecida 125 podem sair da câmara de inflamação 130 como uma corrente de
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21/41 produto de polímero 135 e os componentes gasosos ou vaporosos saem da corrente de efluente de gás de inflamação 145. Em uma modalidade, a corrente de produto de polímero 135 pode compreender felpa de polímero compreendendo oligômeros e/ou polímeros maiores, como produzidos na reação ou em reações de polimerização descritas anteriormente (por exemplo, polietileno). Em uma modalidade, a corrente de efluente de gás de inflamação 145 pode compreender os componentes não sólidos da corrente de efluente de reator 110 na fase de vapor (por exemplo, hidrogênio, nitrogênio, metano, etileno, etano, propileno, propano, butano, isobutano, pentano, hexano, hexeno1 e hidrocarbonetos mais pesados), assim como partículas finas de polímero sólido que não são separadas pela câmara de inflamação 130.
[050] Em uma modalidade, a corrente de efluente de gás de inflamação 145 pode sair da câmara de inflamação 130 a uma pressão adequada. Por exemplo, a pressão da corrente de efluente de gás de inflamação 145 quando ela sai da câmara de inflamação 130 pode estar dentro de uma faixa de pressão de cerca de 14,7 psi (0,101 MPa) a cerca de 527,9 psi (3,64 MPa), alternativamente, de cerca de 15,7 psi (0,108 MPa)) a cerca de 348 psi (2,40 MPa), alternativamente, de cerca de 85 psi (0,586 MPa) a cerca de 290 psi (2,00 MPa).
[051] Numa modalidade alternativa, a separação da corrente de efluente aquecida 125 (alternativamente, numa modalidade em que a corrente de efluente não foi aquecida, a corrente de efluente 110) numa corrente de produto de polímero 135 e uma corrente gasosa (por exemplo, corrente de efluente de gás de inflamação 145) pode ocorrer por filtração, separação de membrana, várias formas de separação centrífuga, ou outro dispositivo, aparelho ou processo de separação adequado, como será apreciado por um versado na técnica com o auxílio desta divulgação.
[052] Em uma modalidade da Figura 1, a corrente de efluente de gás de inflamação 145 saindo da câmara de inflamação 130 pode compreender finos de polímero compreendendo oligômero e/ou polímeros maiores, como produzidos
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22/41 na reação ou em reações de polimerização descritas anteriormente (por exemplo, polietileno). Estes finos são menores em tamanho que o produto de polímero ou felpa de polímero encontrados nas correntes 125 e 135, e podem ser menores que 10 microns, alternativamente menores que 5 microns, ou alternativamente menores que 2 microns.
[053] Em uma modalidade, a separação de uma corrente de efluente (por exemplo, corrente de efluente aquecida 125) numa corrente de produto de polímero e uma corrente de gás de inflamação pode geralmente compreender segregação adicional dos componentes de fase de gás (por exemplo, a corrente de efluente de gás de inflamação) dos componentes de fase sólida (por exemplo, finos de polímero). A separação adicional dos componentes de fase de gás e dos componentes de fase sólida pode ser conseguida por qualquer dispositivo, aparelho ou processo adequado. Por exemplo, numa modalidade em que uma corrente foi inflamada, quaisquer componentes de fase sólida (por exemplo, finos de polímero) permanecendo na fase de vapor e componentes da fase de vapor (por exemplo, o efluente de gás de inflamação) podem ser ainda separados por separação ciclônica. De um modo geral, a separação ciclônica ou de vórtice se refere a um método de separação de materiais sólidos e/ou particulados de materiais gasosos, por exemplo, através de um fluxo rotativo de alta velocidade estabelecido dentro de um recipiente cilíndrico ou cônico (por exemplo, uma câmara ciclônica ou ciclone). O material flui em um padrão espiral, iniciando no topo (extremidade larga) do ciclone e terminando na extremidade de fundo (estreita) antes de sair do ciclone. Não pretendendo ser limitado pela teoria, material sólido e/ou particulado (por exemplo, a felpa de polímero) arrastado dentro de uma corrente gasosa rotativa dentro do ciclone tem inércia demais para seguir a curva apertada da corrente gasosa rotativa e, assim, bate na parede externa do ciclone e cai em direção ao fundo do ciclone. Em tal sistema cônico, quando o fluxo de rotação se move em direção à extremidade estreita do ciclone, o raio de rotação da corrente é reduzido separando partículas menores e
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23/41 menores. A geometria do ciclone, juntamente com a taxa de fluxo, define o “ponto de corte” do ciclone; isto é, o tamanho de partícula que será removido da corrente com 50% de eficiência. Geralmente, partículas tendo um tamanho maior que o ponto de corte serão removidas com uma maior eficiência e partículas menores serão removidas com uma eficiência mais baixa.
[054] Como ilustrado geralmente na FIG. 1, e de acordo com um aspecto da presente divulgação, o gás saindo da câmara de gás de inflamação 130, corrente de efluente de gás de inflamação 145, entra na câmara cilíndrica ou cônica 140 (por exemplo, um ciclone) tangencialmente em um ou mais pontos e sai através de uma abertura central. As partículas, em virtude de sua inércia, tenderão a se mover em direção à parede de separador externa, da qual elas são levadas para um receptor. O gás, a corrente 165, sai numa porção de topo do ciclone e os sólidos, corrente 155, saem numa porção de fundo do ciclone. O ciclone pode ser operado a uma pressão e temperatura similares àquelas usadas para câmaras de inflamação de alta pressão.
[055] Como exemplo adicional, o ciclone pode ser operado às pressões e temperaturas tipicamente empregadas para uma câmara de inflamação intermediária, por exemplo, a câmara de inflamação de pressão intermediária de um sistema de inflamação de dois estágios como estabelecido por Hanson, etal. na Patente US 4.424.341, que é aqui incorporada por referência. De preferência, o ciclone ou a zona ciclônica é operada a uma pressão dentro da faixa de cerca de 100 psi a cerca de 1.500 psi (0,69 MPa a 10,34 MPa), alternativamente de cerca de 125 psi a cerca de 275 psi (0,86 MPa a 1,90 MPa) de cerca de 150 a cerca de 250 psi (1,03 MPa a 1,72 MPa), alternativamente de cerca de 140 psi a cerca de 190 psi (0,91 MPa a 1,31 MPa), alternativamente cerca de 170 psi (1,17 MPa). O ciclone ou a zona ciclônica pode ser operada a uma temperatura dentro da faixa de cerca de 37,8 °C a cerca de 121SC, alternativamente de cerca de 54,4SC a cerca de 110sC, alternativamente de
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24/41 cerca de 65,6SC a cerca de 98,9SC, alternativamente de cerca de 76,6SC a cerca de 93,3SC.
[056] Num aspecto da presente divulgação, pelo menos cerca de 90% dos sólidos de polímero podem ser separados do meio gasoso no ciclone. Alternativamente, pelo menos cerca de 95% dos sólidos de polímero podem ser separados do meio gasoso no ciclone. Alternativamente, pelo menos cerca de 99% dos sólidos de polímero podem ser separados do meio gasoso no ciclone. Alternativamente, pelo menos cerca de 99,9% dos sólidos de polímero podem ser separados do meio gasoso no ciclone. A eficiência de separação de sólidos pode ser muito alta (cerca de 99,99% ou mais alta, por exemplo, cerca de 99,999%), mas a eficiência depende em parte da distribuição de tamanho de partícula.
[057] Num aspecto adicional da presente divulgação, a corrente de efluente de gás de inflamação separada 165 saindo do ciclone pode conter menos de cerca de 5% em peso de partículas de polímero finas, alternativamente menos de cerca de 1 % em peso de partículas de polímero finas, alternativamente menos de cerca de 0,1% em peso de partículas de polímero finas, alternativamente menos de cerca de 0,01% em peso de partículas de polímero finas, alternativamente menos de cerca de 0,001% em peso de partículas de polímero finas.
[058] Num aspecto alternativo da divulgação, a separação da corrente de efluente aquecida 125 (alternativamente, numa modalidade em que a corrente de efluente 110 não foi aquecida) numa corrente de produto de polímero e numa corrente gasosa pode ser conseguida utilizando qualquer combinação de uma câmara de inflamação, um ciclone, uma unidade de filtração e quaisquer outros dispositivos de separação adequados. Como será apreciado por um versado na técnica, a finalidade de usar dois ou mais dispositivos de separação em série é remover eficazmente partículas de polímero de tamanhos variáveis (isto é, uma
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25/41 unidade de filtração ou um ciclone pode remover mais eficientemente finos de polímero que um câmara de inflamação).
[059] Com referência continuada ao diagrama de blocos geral da FIG. 1, a corrente de efluente de gás de inflamação 145 (ou alternativamente, corrente de efluente de gás de inflamação separada 165), que compreende finos de polímero, pode ser passada através de um ou mais dispositivos de separação subsequentes 140 e 150 para remover os finos de polímero. Dispositivos de separação adequados para remover finos de polímero incluem ciclones, filtros de fluxo tangencial, filtros de membrana, filtros de saco, separadores eletrostáticos e semelhantes.
[060] Numa modalidade, finos de polímero e pó são removidos da corrente de efluente de gás de inflamação 145 utilizando um ciclone, tal como o ciclone de gás de inflamação 140 e um sistema de filtro de saco 150 dispostos em série. De acordo com a presente divulgação, o sistema de filtro de saco 150 inclui (mas não está limitado a) um recipiente de fundo em cone (ou alojamento), como será discutido subsequentemente em referência à ilustração do recipiente 200 na FIG. 2, no qual filtros de tecido 206, também referidos em geral como “sacos”, estão suspensos. Também conhecidos como filtros de casa de saco, como mostrado na FIG. 2, o gás flui para o recipiente através da entrada de gás 201 e através de múltiplos sacos (ou filtros de saco) 206 pendurados em paralelo dentro do recipiente (ou alojamento).
[061] Existem múltiplas maneiras de configurar os sacos no recipiente (ou alojamento), múltiplas maneiras de fluir ar através dos sacos e múltiplos tipos de tecidos que podem ser usados para construir os sacos. O sistema de filtro de saco 150 pode ser um sistema de ar reverso, um agitador ou um jato de pulso. Um sistema de filtro de saco bem projetado coleta partículas variando de tamanhos submícron a partículas que são de várias centenas de microns de diâmetro em eficiências maiores que 99%. O projeto de filtro de saco envolve otimizar a velocidade de filtração para equilibrar o tamanho da casa de sacos
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26/41 com a queda de pressão. A velocidade de filtração está tipicamente na faixa de cerca de 2 ft/min. a cerca de 4 ft/min. (cerca de 0,6 m/min. a cerca de 1,2 m/min.); no entanto, ela deve ser ajustada para levar em conta casos de projeto específicos com base no carregamento de partícula, tamanho de partícula e outros fatores.
[062] A seleção de tecido deve ser baseada nas características da corrente de gás (por exemplo, temperatura e composição química), bem como no tipo de particulados a serem removidos. Tecidos comuns usados em filtros de saco incluem, mas não estão limitados a copolímeros de ácido acrílico, por exemplo, aqueles que são vendidos sob o nome comercial Dynel®, algodão, lã, náilon, polipropileno, policarbonatos, polissulfonas, orlon dacron, poliamidas do tipo polihexametilenoadipamida, ou poliamidas conhecidos pelo nome geral de “Náilon”, tal como Nomex®, politetrafluoretileno (por exemplo, Teflon®), copolímeros tais como copolímeros de estireno/ácido acrílico e semelhantes, e tecido de fibra de vidro ou materiais de feltro, dentre outros. O alojamento do filtro de saco pode ser subdividido em múltiplos compartimentos, dependendo da taxa de fluxo de gás total, da queda de pressão permitida máximoa disponível ou desejada, da quantidade de área de filtração necessária e do tempo de filtração.
[063] Ao longo do tempo, partículas acumulam na superfície dos filtros de saco, o que fará com que a queda de pressão no sistema aumente. Quando a queda de pressão atinge um valor que não é aceitável para a operação contínua do sistema, os sacos devem ser limpos. Em um sistema de ar reverso, ar limpo (ou outro gás) é soprado através dos sacos na direção oposta ao fluxo normal de gás. Em um sistema agitador, os sacos são fisicamente sacudidos para desalojar partículas dos filtros. Em um sistema de jato de pulso, os sacos são limpos por jatos curtos de ar (ou outro gás) de alta pressão que ocorrem a cada poucos minutos.
[064] Numa modalidade, o vapor aéreo na corrente de efluente de gás de inflamação separada 165 entra no sistema de filtro de saco 150 num ponto logo
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27/41 acima do início da seção cônica do recipiente 200, por exemplo, no ponto 201, sobe e passa através dos sacos de filtro (206) e sai pelo topo do recipiente de filtro de saco (ou alojamento). Em uma modalidade representada na FIG. 2, o gás entra na entrada de gás de inflamação 201. Em uma modalidade, uma corrente de vapor (tal como aquela descrita pela corrente de efluente de gás de inflamação separada 165 da FIG. 1) entra no recipiente (ou alojamento) 201 através de um bocal que é tangencial à parede do recipiente. Quando a corrente de vapor flui para cima através dos sacos 206 e para fora do recipiente (ou alojamento) através da saída de vapor 202, quaisquer sólidos na corrente de vapor, incluindo finos de polímero e/ou pó, são arrastados na superfície interna dos sacos. Dependendo do tamanho do alojamento e do volume de gás sendo processado, o alojamento de filtro de saco 200 pode incluir centenas de sacos de filtro 206.
[065] Em uma modalidade, o recipiente de filtro de saco 200 (ou alojamento) é conectado a um sistema de retrocesso de filtro de saco que usa ar, nitrogênio ou outro gás de processo para pulsar gás nos sacos, desse modo removendo quaisquer finos coletados no exterior do saco. Este sistema de retrocesso de filtro de saco é usado para limpar os filtros de saco se for observada uma queda de pressão anormal ou inaceitável. Na modalidade representada pela FIG. 2, gás etileno entra no recipiente através da entrada de retrocesso 204. Numa modalidade, as partículas de polímero são removidas do filtro de saco na corrente 175 da FIG. 1 via saída de sólidos 203 na FIG. 2 Numa modalidade, a corrente de gás efluente do reator substancialmente livre de partículas 185 que deixa o sistema de filtro de saco 150 na FIG. 1 o faz através da saída de vapor 202, como mostrado na FIG. 2. O gás efluente substancialmente livre de partículas é subsequentemente submetido a etapas de processamento adicionais, que podem incluir, mas não se limitam a, um filtro de proteção, um compressor e uma ou mais colunas de destilação para separar os vários componentes individuais na corrente de gás.
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[066] Numa modalidade, a corrente de gás efluente do reator 185 que deixa o sistema de filtro de saco 150 é substancialmente livre de partículas. Especificamente, a corrente de gás efluente de reator 185 contém menos de cerca de 1% (10.000 ppm) em peso; menos de cerca de 0,5% (5.000 ppm) em peso, menos de cerca de 0,1% (1.000 ppm) em peso; menos de cerca de 0,01% (100 ppm) em peso, menos de cerca de 0,001% (10 ppm) em peso, ou menos de cerca de 0,0001% (1 ppm) em peso de partículas sólidas.
[067] Em uma modalidade, a corrente de efluente de gás de inflamação separada 165 que entra no sistema de filtro de saco 150 tem uma taxa de fluxo real maior que cerca de 50.000 ft3/h (1,400 m3/h); alternativamente, uma taxa de fluxo real de cerca de 50.000 ft3/h a cerca de 100.000 ft3/h (1,400 m3/h a 2.800 m3/h); alternativamente, uma taxa de fluxo real de cerca de 100.000 ft3/h a cerca de 150.000 ft3/h (2,800 m3/h a 4.250 m3/h). Numa modalidade, a corrente de efluente de gás de inflamação separada 165 que entra no sistema de filtro de saco 150 tem uma taxa de fluxo em condições padrão maior que cerca de 10.000 ft3/min.; alternativamente, uma taxa de fluxo em condições padrão de cerca de 15.000 scf/min. a cerca de 20.000 scf/min.; alternativamente, uma taxa de fluxo em condições padrão de cerca de 20.000 scf/min. a cerca de 30.000 scf/min. Numa modalidade, a taxa de fluxo de sólidos entrando no sistema de filtro de saco 150 é maior que cerca de 10 lb/hora (4,5 kg/h); alternativamente, maior que cerca de 50 Ib/h (22,7 kg/h); alternativamente, maior que cerca de 100 lb/hora (45,5 kg/h); alternativamente, menor que cerca de 150 lb/hora (68,0 kg/h). Numa modalidade, o tamanho de partícula dos sólidos entrando no sistema de filtro de saco 150 pode ser maior que cerca de um micron; alternativamente, maior que cerca de 5 microns; alternativamente, maior que cerca de 10 microns, alternativamente, maior que cerca de 25 microns; alternativamente, maior que cerca de 50 microns.
[068] Numa modalidade, o sistema de filtro de saco 150 opera a uma temperatura maior que cerca de 37 °C; alternativamente, a uma temperatura
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29/41 maior que cerca de 65 °C; alternativamente, uma temperatura maior que cerca de 79 °C; alternativamente, uma temperatura maior que 93 °C; alternativamente, uma temperatura menor que cerca de 150 °C. Numa modalidade, o sistema de filtro de saco 150 opera a uma pressão maior que cerca de 100 psi (0,69 MPa); alternativamente, uma pressão maior que cerca de 125 psi (0,86 MPa); alternativamente, uma pressão maior que cerca de 150 psi (1,03 MPa); alternativamente, uma pressão menor que cerca de 350 psi (2,41 MPa).
[069] Numa modalidade preferida, o sistema de filtro de saco 150 opera com uma taxa de fluxo real de gás de cerca de 126.328 ft3/h (3.577 m3/h) a cerca de 138.961 ft3/h (3.935 m3/h) a uma temperatura de cerca de 180 °F (82 °C) e uma pressão de cerca de 135 psi (manométrica) (0.93 MPag). Numa modalidade preferida, o sistema de filtro de saco 150 opera com uma taxa de fluxo em condições padrão de cerca de 20.376 scf/min. a cerca de 22.414 scf/min. Numa modalidade preferida, a taxa de fluxo de sólidos na corrente de gás entrando no sistema de filtro de saco 150 é de cerca de 100 Ib/h (45,4 kg/h).
[070] Numa modalidade, o sistema de filtro de saco 150 é um sistema de jato de pulso reverso. Numa modalidade, o gás de retrocesso é um gás seco. Numa modalidade preferida, o gás de retrocesso é etileno. Numa modalidade preferida, o gás de retrocesso é etileno acima da temperatura de ponto de orvalho.
[071] Numa modalidade, o sistema de filtro de saco 150 opera a uma eficiência maior que cerca de 95% para partículas de 2 microns de tamanho. Numa modalidade, o sistema de filtro de saco opera a uma eficiência maior que cerca de 99% para partículas de 2 microns de tamanho. Numa modalidade, o sistema de filtro de saco opera a uma eficiência maior ou igual a cerca de 99,8% para partículas de 2 microns de tamanho.
[072] Na modalidade preferida, o meio de filtro é um feltro de politetrafluoretileno (PTFE ou Teflon®) poroso, tal como um material de feltro de
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PTFE filamentar. Alternativamente, numa modalidade o meio de filtro é compreendido de fibras de poliéster ou polipropileno. Numa modalidade preferida alternativa, o meio de filtro também compreende uma membrana de PTFE.
[073] Numa modalidade, o diâmetro de cada um dos sacos de filtro pode ser de cerca de 115 mm a cerca de 150 mm (cerca de 4,5 polegadas a cerca de 5,9 polegadas) e o comprimento de cada um dos sacos pode ser de cerca de 1.550 mm a cerca de 3.000 mm (cerca de 5,0 ft a cerca de 10,0 ft). Numa modalidade, o comprimento de cada um dos sacos de filtro é menor ou igual a cerca de 2.240 mm (7,35 ft). Numa modalidade, o comprimento de cada um dos sacos de filtro é menor que cerca de 2.000 mm (6,6 ft).
[074] O termo “velocidade intersticial”, como usado aqui, é definido como a velocidade vertical do gás na área aberta entre os sacos e esta velocidade deve ser baixa o suficiente para permitir que finos de polímero caiam para o fundo do alojamento de filtro. A velocidade intersticial é calculada dividindo a taxa de fluxo de gás pela área de seção transversal do alojamento de filtro de saco, menos a área de seção transversal do meio de filtro no alojamento. Numa modalidade, a velocidade intersticial está entre cerca de 0,4 m/s a cerca de 0,6 m/s (1,3 ft/s a 2 ft/s). Numa modalidade, a velocidade intersticial está entre cerca de 0,3 m/s a cerca de 0,6 m/s (0,98 ft/s a 2 ft/s). Numa modalidade, a velocidade intersticial é menor ou igual a cerca de 0,3 m/s (0,98 ft/s). Numa modalidade preferida, a velocidade intersticial é menor que cerca de 1 ft/s (0,3 m/s).
[075] A razão de ar para pano é definida como a razão da taxa de fluxo de gás real pela área de superfície de saco. Numa modalidade, a razão ar para pano é de cerca de 0,8 m3/min. a cerca de 1,1 m3/min. por m2 de área de superfície de saco. Numa modalidade, a razão ar para pano é de cerca de 0,6 m3/min. a cerca de 1,1 m3/min. por m2 de área de superfície de saco. Numa modalidade, a razão ar para pano é menor ou igual a cerca de 0,8 m3/min. de gás por m2 de área de superfície de saco. Numa modalidade preferida, a razão ar para pano é
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31/41 menor que cerca de 0,043 ft3/s de gás por ft2 de área de superfície de saco (0,79 m3/min. por m2).
[076] Numa modalidade, o sistema para remover partículas de polímero sólidas consiste em uma câmara de inflamação 130, um ciclone de gás de inflamação 140 e um sistema de filtro de saco 150. Nesta modalidade, a corrente de efluente aquecida 125 (ou opcionalmente, corrente de efluente não aquecida 110) entra diretamente na câmara de inflamação 130. Numa modalidade alternativa, o sistema para remover partículas de polímero sólidas consiste em uma câmara de inflamação 130 e um sistema de filtro de saco 150. Nesta modalidade, a corrente de gás de inflamação 145 entra diretamente num sistema de filtro de saco 150. Em ainda outra modalidade alternativa, o sistema consiste em um ciclone de gás de inflamação 140 e um sistema de filtro de saco 150 para remover partículas de polímero sólidas. Nesta modalidade, a corrente de efluente aquecida 125 (ou opcionalmente, corrente de efluente não aquecida 110) entra diretamente no ciclone de gás de inflamação 140.
[077] Numa modalidade, o gás deixando o filtro de saco, corrente de efluente de reator substancialmente livre de partículas 185, é enviado para um filtro de proteção 160 e, então, para um compressor de inflamação 170. O gás comprimido é subsequentemente separado em componentes mais leves e mais pesados através de uma ou mais torres de destilação a jusante conforme representado pela operação unitária 180 e, em seguida a separação, é usado como alimentação de gás de reciclo (por exemplo, compensação) para o sistema de reator. Na Figura 1, todo o equipamento a jusante do compressor é representado pela operação unitária 180.
[078] Numa modalidade, a robustez do sistema global pode ser um benefício dos sistemas e/ou processos aqui divulgados e pode ser acompanhada pelo capital relacionado e/ou reduções de sobrecarga operacional associadas a ela. Por exemplo, essa robustez de sistema global pode ser o resultado de remover partículas de polímero sólidas que, se deixadas no sistema, podem causar
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32/41 entupimento e incrustação, o que causará subsequentemente mau funcionamento do equipamento e tempo de inatividade de processo para limpeza e reparos do equipamento. Embora a presente divulgação tenha sido ilustrada e descrita em termos de um processo e métodos de uso particulares, é evidente que técnicas, componentes e constituintes equivalentes podem ser usados em lugar daqueles mostrados e outras mudanças podem ser feitas dentro do escopo da presente divulgação como definido pelas reivindicações anexas.
EXEMPLOS
[079] A divulgação tendo sido geralmente descrita, os exemplos seguintes são incluídos para demonstrar modalidades preferidas das invenções. Deve ser apreciado por aqueles versados na técnica que as técnicas divulgadas nos exemplos que se seguem representam técnicas descobertas pelos inventores para funcionarem bem na prática das invenções e, assim, podem ser consideradas como constituindo modos preferidos para sua prática. Contudo, aqueles versados na técnica devem, à luz da presente divulgação, apreciar que podem ser feitas muitas mudanças nas modalidades específicas que são divulgadas e ainda obtêm um resultado semelhante ou similar sem afastamento do escopo das invenções.
EXEMPLO PROFÉTICO 1
[080] Para demonstrar a operação dos sistemas e/ou processos aqui divulgados, cálculos de projeto foram realizados para determinar o tamanho apropriado de um sistema de filtro de saco, dada uma faixa especificada de taxas de fluxo de gás e condições de operação. Os cálculos de projeto são prontamente conhecidos pelos versados na técnica de projeto de equipamentos de separação.
[081] Para uma taxa de fluxo de gás de inflamação real de 126.328 ft3/h (normal) até 138.961 ft3/h (máximo) na entrada do filtro de saco a uma
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33/41 temperatura de operação de 180 °F e 135 psi (manométrica), o gás de inflamação tem as seguintes propriedades:
Tabela 1: Propriedades de Corrente de Alimentação de Gás de Inflamação para o Sistema de Filtro de Saco
| Taxa de Fluxo de Gás em Condições Padrão (scf/min.) | 20.376 | 22.414 |
| Densidade de Gás, Real | 1,385 | 1,385 |
| Peso Molecular de Gás | 54,3 | 54,3 |
| Viscosidade de Gás (cP) | 0,01 | 0,01 |
| Fluxo de Sólidos (Ib/h) | 100 | 100 |
[082] A composição da corrente de gás de inflamação entrando no sistema de filtro de saco é a seguinte:
Tabela 2: Composição da Corrente de Alimentação de Gás de Inflamação para o Sistema de Filtro de Saco
| Componente | Ib/h | % em peso | % em mol |
| Hidrogênio | 1,00 | 0,00 | 0,02 |
| Nitrogênio | 5,45 | 0,00 | 0,01 |
| Oxigênio | 0,13 | 0,00 | 0,00 |
| Metano | 46,59 | 0,03 | 0,09 |
| Etileno | 10.974,96 | 6,27 | 12,15 |
| Etano | 590,50 | 0,34 | 0,61 |
| Propeno | 27,70 | 0,02 | 0,02 |
| Propano | 71,57 | 0,04 | 0,05 |
| 1-Butano | 160.419,00 | 91,71 | 85,73 |
| N-Butano | 1.816,90 | 1,04 | 0,97 |
| Hexeno | 936,01 | 0,54 | 0,35 |
| Hexano | 35,97 | 0,02 | 0,01 |
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[083] A distribuição de tamanho de partícula na corrente de gás de inflamação entrando no sistema de filtro de saco é a seguinte:
Tabela 3: Distribuição de Tamanho de Partícula da Corrente de Alimentação de
Gás de Inflamação para o Sistema de Filtro de Saco
| Tamanho (microns) | % em peso |
| 74 | 0,313 |
| 53 | 0,625 |
| 44 | 5,000 |
| 30 | 20,000 |
| 20 | 17,500 |
| 10 | 45,00 |
| 5 | 7,813 |
| 2 | 3,750 |
[084] Nestas condições, espera-se que a eficiência do sistema de filtro de saco seja de 99,8% a 2 microns. A queda de pressão permissível sob condições limpas é de 1,5 psi e a queda de pressão permissível sob condições sujas é de 3,0 psi. A taxa de fluxo de ar permissível para a razão de área de pano é de 0,043 ft3/s por ft2 de área de superfície de saco nas condições reais, e a velocidade intersticial é menor que 1 ft/s.
EXEMPLO PROFÉTICO 2
[085] Para uma taxa de fluxo de gás de inflamação real de 86.191 ft3/h (normal) até 94.810 ft3/h (máximo) na entrada do filtro de saco a uma temperatura de operação de 175 °F e 154 psi (manométrica), o gás de inflamação tem as seguintes propriedades:
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Tabela 4: Propriedades da Corrente de Alimentação de Gás de Inflamação para o Sistema de Filtro de Saco
| Taxa de Fluxo de Gás em Condições Padrão (scf/min.) | 16.587 | 18.246 |
| Densidade de Gás, Real | 1,7 | 1,7 |
| Peso Molecular de Gás | 55,8 | 55,8 |
| Viscosidade de Gás (cP) | 0,01 | 0,01 |
| Fluxo de Sólidos (Ib/h) | 102 | 102 |
[086] A composição da corrente de gás de inflamação entrando no sistema de filtro de saco é a seguinte:
Tabela 5: Composição da Corrente de Alimentação de Gás de Inflamação para o Sistema de Filtro de Saco
| Componente | Ib/h | % em peso | % em mol |
| Hidrogênio | 31,73 | 0,02 | 0,60 |
| Nitrogênio | 9,92 | 0,01 | 0,01 |
| Oxigênio | 1,23 | 0,00 | 0,00 |
| Metano | 55,78 | 0,04 | 0,13 |
| Etileno | 5.265,54 | 3,59 | 7,16 |
| Etano | 947,21 | 0,65 | 1,2 |
| Propeno | 28,35 | 0,02 | 0,03 |
| Propano | 90,15 | 0,06 | 0,08 |
| 1-Butano | 133.242,00 | 90,94 | 87,42 |
| N-Butano | 1.398,50 | 0,95 | 0,92 |
| Hexeno | 5.132,41 | 3,5 | 2,33 |
| Hexano | 167,69 | 0,11 | 0,07 |
| Oligômero | 134,72 | 0,09 | 0,04 |
| Água | 5,31 | 0,00 | 0,01 |
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[087] A distribuição de tamanho de partícula na corrente de gás de inflamação entrando no sistema de filtro de saco é a seguinte:
Tabela 6: Distribuição de Tamanho de Partícula da Corrente de Alimentação de
Gás de Inflamação para o Sistema de Filtro de Saco
| Tamanho (microns) | % em peso |
| 74 | 0,313 |
| 53 | 0,625 |
| 44 | 5,000 |
| 30 | 20,000 |
| 20 | 17,500 |
| 10 | 45,00 |
| 5 | 7,813 |
| 2 | 3,750 |
[088] Nestas condições, espera-se que a eficiência do sistema de filtro de saco seja de 99,8% a 2 microns. A queda de pressão permissível sob condições limpas é de 1,5 psi e a queda de pressão permissível sob condições sujas é de 3,0 psi. A taxa de fluxo de ar permissível para a razão de área de pano é de 0,043 ft3/s por ft2 de área de superfície de saco nas condições reais, e a velocidade intersticial é menor que 1 ft/s.
DESCRIÇÃO ADICIONAL
[089] O seguinte são modalidades não limitativas específicas de acordo com a presente divulgação:
[090] Modalidade A: Um processo para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o processo compreendendo:
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37/41 recuperar uma corrente de efluente de reator de um reator de polimerização;
inflamar a corrente de efluente de reator numa câmara de inflamação para formar uma corrente de gás de inflamação;
separar a corrente de gás de inflamação das partículas de polímero dentro da corrente passando a corrente de gás de inflamação através de um ciclone de gás de inflamação; e separar ainda mais a corrente de gás de inflamação de partículas de polímero finas passando a corrente de gás de inflamação através de um sistema de filtro de saco;
em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
[091] Modalidade B: O processo da Modalidade A, em que sistema de filtro de saco compreende um ou mais filtros de saco.
[092] Modalidade C: O processo da Modalidade B, em que os filtros de saco são feitos de politetrafluoroetileno.
[093] Modalidade D: O processo da Modalidade B, em que os filtros de saco são cada qual iguais ou menores que cerca de 2.240 mm (7,35 ft) de comprimento.
[094] Modalidade E: O processo de qualquer uma das Modalidades anteriores, em que a corrente de gás de inflamação entrando no sistema de filtro de saco tem uma taxa de fluxo real variando de cerca de 100.000 ft3/hora a cerca de 150.000 ft3/hora a uma temperatura de operação de cerca de 180 °F e uma pressão de cerca de 135 psi (manométrica).
[095] Modalidade F: O processo de qualquer uma das Modalidades anteriores, em que uma taxa de fluxo de sólidos entrando no sistema de filtro de saco é menor que cerca de 150 lb/hora.
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[096] Modalidade G: O processo da Modalidade A, em que a razão ar para pano é menor que cerca de 0,8 m3/min. por m2 (0,043 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
[097] Modalidade Η: O processo de qualquer uma das Modalidades anteriores, em que o sistema de filtro de saco é operado a uma temperatura menor que 300° F e uma pressão menor que cerca de 350 psig.
[098] Modalidade I: O processo de qualquer uma das Modalidades anteriores, em que o sistema de filtro de saco opera com uma eficiência maior que cerca de 99% para partículas de 2 microns de tamanho.
[099] Modalidade J: Um processo para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o processo compreendendo:
recuperar uma corrente de efluente de reator de um reator de polimerização;
inflamar a corrente de efluente de reator numa câmara de inflamação para formar uma corrente de gás de inflamação; e separar ainda mais a corrente de gás de inflamação de partículas de polímero finas passando a corrente de gás de inflamação através de um sistema de filtro de saco;
em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade intersticial menor ou igual a 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de saco.
[0100] Modalidade K: Um processo para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o processo compreendendo:
recuperar uma corrente de efluente de reator de um reator de polimerização;
separar o efluente de reator de partículas de polímero passando o efluente de reator através de um ciclone de gás de inflamação; e
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39/41 separar ainda a corrente de efluente de reator de partículas de polímero finas passando a corrente de efluente de reator através de um sistema de filtro de saco;
em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade intersticial menor ou igual a 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de saco.
[0101] Modalidade L: Um sistema para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o sistema compreendendo:
um reator de polimerização, uma câmara de inflamação, um ciclone de gás de inflamação e um sistema de filtro de saco;
em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
[0102] Modalidade Μ: O sistema da Modalidade L em que o ciclone de gás de inflamação está localizado a montante do sistema de filtro de saco e a câmara de inflamação está localizada a montante do ciclone de gás de inflamação.
[0103] Modalidade N: Um sistema para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o sistema compreendendo:
um reator de polimerização, opcionalmente, uma câmara de inflamação, opcionalmente ainda um ciclone de gás de inflamação e um sistema de filtro de saco;
em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
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[0104] Pelo menos uma modalidade é divulgada e variações, combinações e/ou modificações da(s) modalidade(s) e/ou de características da(s) modalidade(s) feitas por um versado na técnica estão dentro do escopo da divulgação. Modalidades alternativas que resultem da combinação, integração e/ou omissão de características da(s) modalidade(s) também estão dentro do escopo da divulgação. Embora faixas ou limitações numéricas sejam expressamente declaradas, essas faixas ou limitações expressas devem ser entendidas como incluindo faixas ou limitações iterativas de magnitude similar caindo dentro das faixas ou limitações expressamente declaradas (por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 10 inclui 2, 3, 4; maior que 0,10 inclui 0,11, 0,12, 0,13). Por exemplo, sempre que uma faixa numérica com um limite inferior, Ri, e um limite superior, Ru, for divulgada, qualquer número caindo dentro da faixa é especificamente divulgado. Em particular, os seguintes números dentro da faixa são especificamente divulgados: R=Ri +k* (Ru-Ri), em que k é uma variável variando de 1 por cento a 100 por cento com um incremento de 1 por cento, isto é, k é 1 por cento, 2 por cento, 3 por cento, 4 por cento, 5 por cento, .....50 por cento, 51 por cento, 52 por cento... 95 por cento, 96 por cento, 97 por cento, 98 por cento, 99 por cento ou 100 por cento. Mais ainda, qualquer faixa numérica definida por dois números R, como definido acima, também é especificamente divulgada. O uso do termo “opcionalmente” com respeito a qualquer elemento de uma reivindicação significa que o elemento é necessário, ou alternativamente, o elemento não é necessário, ambas as alternativas estando dentro do escopo da reivindicação. O uso de termos mais amplos, tal como, compreende, inclui e tendo deve ser entendido como fornecendo suporte para termos mais estreitos, tal como, consistindo em, consistindo essencialmente em e compreendido substancialmente de. Por conseguinte, o escopo de proteção não está limitado pela descrição estabelecida acima, mas é definido pelas reivindicações que se seguem, esse escopo incluindo todos os equivalentes do assunto das reivindicações. Toda e qualquer reivindicação é incorporada como divulgação
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41/41 adicional no relatório descritivo e as reivindicações são modalidades da presente invenção. A discussão de uma referência na divulgação não é uma admissão de que ela é estado da técnica, especialmente qualquer referência que tenha uma data de publicação após a data de prioridade deste pedido. As divulgações de todas as patentes, pedidos de patente e publicações citadas na divulgação são por meio deste incorporadas por referência até o grau em que elas forneçam detalhes exemplares, de procedimento ou outros detalhes suplementares à divulgação.
Claims (14)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o processo caracterizado pelo fato de que compreende:recuperar uma corrente de efluente de reator de um reator de polimerização;inflamar a corrente de efluente de reator numa câmara de inflamação para formar uma corrente de gás de inflamação compreendendo material de fluido e partículas de polímero sólidas;separar a corrente de gás de inflamação das partículas de polímero dentro da corrente passando a corrente de gás de inflamação através de um ciclone para formar uma corrente de gás de inflamação compreendendo menos de 5% em peso de partículas de polímero finas; e separar ainda a corrente de gás de inflamação dos polímero de partículas finas passando a corrente de gás de inflamação através de um sistema de filtro de saco para gerar uma corrente de gás de inflamação substancialmente livre de sólidos;em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
- 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de filtro de saco compreende um ou mais filtros de saco.
- 3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os filtros de saco são feitos de politetrafluoroetileno.Petição 870190103494, de 14/10/2019, pág. 60/662/4
- 4. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os filtros de saco são cada qual iguais ou menores que cerca de 2.240 mm (7,35 ft) de comprimento.
- 5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente de gás de inflamação entrando no sistema de filtro de saco tem uma taxa de fluxo real variando de cerca de 100.000 ft3/hora a cerca de 150.000 ft3/hora a uma temperatura de operação de cerca de 180 °F e uma pressão de cerca de 135 psi (manométrica).
- 6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma taxa de fluxo de sólidos entrando no sistema de filtro de saco é menor que cerca de 150 lb/hora.
- 7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão ar para pano é menor que cerca de 0,8 m3/min. por m2 (0,043 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
- 8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de filtro de saco é operado a uma temperatura menor que 300 °F e uma pressão menor que cerca de 350 psig.
- 9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de filtro de saco opera com uma eficiência maior que cerca de 99% para partículas de 2 microns de tamanho.
- 10. Processo para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o processo caracterizado pelo fato de que compreende:recuperar a corrente de efluente de reator de polimerização de um reator de polimerização;inflamar a corrente de efluente de reator numa câmara de inflamação para formar uma corrente de gás de inflamaçãoPetição 870190103494, de 14/10/2019, pág. 61/663/4 compreendendo gás de inflamação e partículas de polímero finas; e separar ainda mais o gás de inflamação na corrente de gás inflamado das partículas de polímero finas passando a corrente de gás de inflamação através de um sistema de filtro de saco;em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
- 11. Processo para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, caracterizado pelo fato de que compreende:recuperar a corrente de efluente de reator de polimerização de um reator de polimerização;separar a corrente de efluente de reator de polimerização das partículas de polímero finas contidas dentro da corrente de efluente de reator de polimerização passando a corrente de efluente de reator de polimerização através de um ciclone para formar uma corrente de efluente de reator compreendendo menos de 5% em peso de partículas de polímero finas; e separar ainda a corrente de efluente de reator de partículas de polímero finas contidas na mesma passando a corrente de efluente de reator através de um sistema de filtro de saco para formar uma corrente de efluente de reator substancialmente livre de partículas;em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) ePetição 870190103494, de 14/10/2019, pág. 62/664/4 uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
- 12. Sistema para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização , o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:um reator de polimerização, uma câmara de inflamação, um ciclone e um sistema de filtro de saco;em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
- 13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ciclone é um ciclone de gás de inflamação.
- 14. Sistema para remover partículas de polímero sólidas de uma corrente de efluente de reator de polimerização, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:um reator de polimerização, opcionalmente, uma câmara de inflamação, opcionalmente ainda um ciclone e um sistema de filtro de saco;em que o sistema de filtro de saco é operado com uma velocidade menor ou igual a cerca de 0,30 m/s (1 ft/s) e uma razão ar para pano menor ou igual a cerca de 1,1 m3/min. por m2 (0,060 ft3/s por ft2) de área de superfície de saco.
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