BR112020007176B1 - RETURN FLUIDIZATION GAS SPLITTING METHOD IN A GAS-SOLIDS OLEFIN POLYMERIZATION REACTOR - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a processo de polimerização de monômero(s) de olefina em um reator de polimerização gás-sólidos de olefina, em que o gás de fluidização é dividido e retornado ao reator para a zona inferior do reator e diretamente para a fase densa formada por partículas de um polímero do(s) monômero(s) de olefina suspenso(s) em uma corrente de fluxo ascendente do gás de fluidização na zona intermediária do reator. Refere-se também à montagem do reator e uso do processo.The present invention relates to an olefin monomer(s) polymerization process in an olefin gas-solids polymerization reactor, in which the fluidization gas is divided and returned to the reactor to the lower zone of the reactor and directly to the dense phase formed by particles of a polymer of olefin monomer(s) suspended in an upward flow stream of fluidization gas in the intermediate zone of the reactor. It also refers to the assembly of the reactor and use of the process.
Description
[001] A presente invenção é direcionada à polimerização de ole- finas em um reator de polimerização gás-sólidos de olefina. Mais especificamente, a presente invenção é direcionada à polimerização de olefinas em um reator de polimerização gás-sólidos de olefina com arraste de pó de poliolefina reduzido.[001] The present invention is directed to the polymerization of olefins in a gas-solid olefin polymerization reactor. More specifically, the present invention is directed to the polymerization of olefins in a gas-solids olefin polymerization reactor with reduced polyolefin powder carryover.
[002] Os reatores de polimerização gás-sólidos de olefina são comumente usados para a polimerização de alfa-olefinas, como etileno e propileno, pois permitem uma flexibilidade relativamente alta no projeto de polímeros e no uso de vários sistemas catalisadores. Uma variante comum de reator de polimerização gás-sólidos de olefina é o reator de leito fluidizado.[002] Gas-solid olefin polymerization reactors are commonly used for the polymerization of alpha-olefins, such as ethylene and propylene, as they allow relatively high flexibility in polymer design and the use of various catalyst systems. A common variant of gas-solids olefin polymerization reactor is the fluidized bed reactor.
[003] Tipicamente, nos reatores de polimerização gás-sólidos de olefina, o gás de fluidização se move para cima através da fase densa na qual a reação de polimerização ocorre e as partículas de poliolefina são polimerizadas, formando bolhas de gás que arrastam o pó de poli- olefina para a zona de desengate, próximo à saída do gás de fluidiza- ção. Esse padrão hidrodinâmico limita o grau de enchimento do reator, a densidade aparente média e a produtividade do reator. Além disso, pode causar dificuldades relacionadas à circulação do gás de fluidiza- ção devido ao risco de aumento do arraste de poliolefina em pó. Além disso, a concentração relativamente baixa de pó de poliolefina na zona superior do reator pode levar a uma adesão mais forte do pó reativo na parede interna do reator e pode gerar folhas na parede e formação de grumos.[003] Typically, in gas-solid olefin polymerization reactors, the fluidization gas moves upward through the dense phase in which the polymerization reaction occurs and the polyolefin particles are polymerized, forming gas bubbles that entrain the powder of polyolefin to the release zone, close to the fluidization gas outlet. This hydrodynamic pattern limits the degree of filling of the reactor, the average apparent density and the productivity of the reactor. Furthermore, it can cause difficulties related to the circulation of the fluidization gas due to the risk of increased carryover of polyolefin powder. Furthermore, the relatively low concentration of polyolefin powder in the upper zone of the reactor can lead to stronger adhesion of the reactive powder to the inner wall of the reactor and can generate wall sheets and lump formation.
[004] O documento US 5.428.118 revela um processo para poli- merização de olefinas em um reator de fase gasosa no qual o gás de fluidização quente retirado do reator é reintroduzido na zona de desengate através de um fluxo tangencial de gás ou gás-sólidos, a fim de reduzir a entrada de pó de poliolefina no sistema de circulação de gás de fluidização.[004] Document US 5,428,118 discloses a process for polymerizing olefins in a gas phase reactor in which the hot fluidization gas removed from the reactor is reintroduced into the disengagement zone through a tangential flow of gas or gas- solids in order to reduce the entry of polyolefin dust into the fluidization gas circulation system.
[005] O documento WO 2017/025330 A1 revela um processo para polimerização de olefinas em um reator de fase gasosa, no qual uma corrente resfriada de gás de fluidização parcialmente condensado retirada do reator é reintroduzida na zona de desengate, a fim de reduzir a entrada de pó de poliolefina no sistema de circulação de gás de fluidização.[005] Document WO 2017/025330 A1 discloses a process for polymerizing olefins in a gas phase reactor, in which a cooled stream of partially condensed fluidization gas withdrawn from the reactor is reintroduced into the disengagement zone in order to reduce the entry of polyolefin powder into the fluidization gas circulation system.
[006] Foi descoberto agora que a introdução de gás de circulação na zona de desengate tem o risco de um aumento do pó de poliolefina transportado no gás de circulação.[006] It has now been discovered that the introduction of circulating gas into the disengagement zone has the risk of an increase in polyolefin dust carried in the circulating gas.
[007] Dessa forma, ainda há uma necessidade na técnica para fornecer um processo para polimerização de olefinas com um reator de polimerização gás-sólidos de olefina com arraste de pó reduzido no gás de circulação.[007] Therefore, there is still a need in the art to provide a process for polymerizing olefins with a gas-solids olefin polymerization reactor with reduced dust entrainment in the circulating gas.
[008] Foi surpreendentemente descoberto que, ao resfriar o gás de circulação e injetar pelo menos uma parte do gás de circulação na metade superior da zona intermediária de um reator de polimerização gás-sólidos de olefina, a transferência de partículas da poliolefina para a corrente de desengate do gás de fluidização retirado da zona superior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina é reduzida e ao mesmo tempo a capacidade de resfriamento do processo não é sacrificada. Em outras palavras, pode obter-se uma maior densidade aparente da fase densa durante todo o processo de polimerização.[008] It was surprisingly discovered that, by cooling the circulating gas and injecting at least a portion of the circulating gas into the upper half of the buffer zone of an olefin gas-solids polymerization reactor, the transfer of polyolefin particles to the stream release of the fluidization gas taken from the upper zone of the gas-solids olefin polymerization reactor is reduced and at the same time the cooling capacity of the process is not sacrificed. In other words, a higher apparent density of the dense phase can be obtained throughout the polymerization process.
[009] Dessa forma, a presente invenção fornece um processo para polimerização de monômero(s) de olefina em um reator de poli- merização gás-sólidos de olefina compreendendo uma zona superior, uma zona intermediária, que compreende uma extremidade superior em contato direto com a dita zona superior e que está localizada abaixo da dita zona superior, a zona intermediária geralmente tendo uma forma cilíndrica e uma zona inferior, que está em contato direto com uma extremidade inferior da zona intermediária e localizada abaixo da zona intermediária, compreendendo as seguintes etapas: a) introduzir uma primeira corrente de gás de fluidização na zona inferior; b) polimerizar monômero(s) de olefina na presença de um catalisador de polimerização em uma fase densa formada por partículas de um polímero de monômero(s) de olefina suspenso(s) em uma corrente ascendente do gás de fluidização na zona intermediária; c) remover uma segunda corrente compreendendo o gás de fluidização da zona superior; d) introduzir a segunda corrente em um resfriador; e) remover a segunda corrente resfriada do resfriador; e f) dividir a segunda corrente resfriada em uma terceira corrente resfriada e a primeira corrente; g) introduzir a terceira corrente resfriada através de uma ou mais portas de alimentação em uma área de alimentação da zona intermediária na fase densa na zona intermediária do reator de polimeri- zação gás-sólidos de olefina; em que a área de alimentação da zona intermediária está localizada na superfície da zona intermediária entre a extremidade superior e 50% da altura total da zona intermediária, enquanto a extremidade inferior corresponde a 0% e a extremidade superior corresponde a 100% da altura total da zona intermediária.[009] Thus, the present invention provides a process for polymerizing olefin monomer(s) in an olefin gas-solid polymerization reactor comprising an upper zone, an intermediate zone, which comprises an upper end in direct contact with said upper zone and which is located below said upper zone, the intermediate zone generally having a cylindrical shape and a lower zone, which is in direct contact with a lower end of the intermediate zone and located below the intermediate zone, comprising the following steps: a) introducing a first stream of fluidization gas into the lower zone; b) polymerizing olefin monomer(s) in the presence of a polymerization catalyst in a dense phase formed by particles of an olefin monomer(s) polymer suspended in an ascending current of fluidization gas in the intermediate zone; c) removing a second stream comprising the fluidization gas from the upper zone; d) introduce the second current into a cooler; e) remove the second cooled stream from the cooler; and f) dividing the second cooled stream into a third cooled stream and the first stream; g) introducing the third cooled stream through one or more feed ports into a feed area of the intermediate zone in the dense phase in the intermediate zone of the gas-solids olefin polymerization reactor; wherein the buffer zone feeding area is located on the surface of the buffer zone between the upper end and 50% of the total height of the buffer zone, while the lower end corresponds to 0% and the upper end corresponds to 100% of the total height of the buffer zone. intermediate zone.
[0010] A presente invenção também está relacionada a uma montagem de reatores para polimerização de monômero(s) de olefina compreendendo um reator de polimerização gás-sólidos de olefina compreendendo uma zona superior, uma zona intermediária, que compreende uma extremidade superior em contato direto com a dita zona superior e que está localizado abaixo da dita zona superior, a zona intermediária tendo uma forma geralmente cilíndrica e uma zona inferior, que está em contato direto com uma extremidade inferior da zona intermediária e localizada abaixo da dita zona intermediária, uma primeira linha para remoção de uma segunda corrente compreendendo gás de fluidização da zona superior do reator de poli- merização gás-sólidos de olefina, um resfriador para resfriar a segunda corrente, uma segunda linha para retirar a segunda corrente resfriada do resfriador, uma terceira linha que conecta a segunda linha e a zona inferior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina para introduzir uma primeira corrente de gás de fluidização na zona inferior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina, uma ou mais portas de alimentação localizadas em uma área de alimentação da zona intermediária, uma quarta linha que conecta a segunda linha e as uma ou mais portas de alimentação para introduzir uma terceira corrente resfriada na zona intermediária do reator de polimerização gás-sólidos de olefina em que a área de alimentação da zona intermediária está localizada na superfície da zona intermediária entre a extremidade superior e 50% da altura total da zona intermediária, enquanto a extremidade inferior corresponde a 0% e a extremidade superior corresponde a 100% da altura total da zona intermediária.[0010] The present invention also relates to an assembly of reactors for polymerizing olefin monomer(s) comprising an olefin gas-solids polymerization reactor comprising an upper zone, an intermediate zone, which comprises an upper end in direct contact with said upper zone and which is located below said upper zone, the intermediate zone having a generally cylindrical shape and a lower zone, which is in direct contact with a lower end of the intermediate zone and located below said intermediate zone, a first line for removing a second stream comprising fluidizing gas from the upper zone of the olefin gas-solids polymerization reactor, a cooler for cooling the second stream, a second line for removing the cooled second stream from the cooler, a third line that connects the second line and the lower zone of the gas-solids olefin polymerization reactor to introduce a first fluidization gas stream into the lower zone of the gas-solids olefin polymerization reactor, one or more feed ports located in an area of buffer zone feed, a fourth line that connects the second line and the one or more feed ports to introduce a cooled third stream into the buffer zone of the gas-solids olefin polymerization reactor in which the buffer zone feed area is located on the surface of the intermediate zone between the upper end and 50% of the total height of the intermediate zone, while the lower end corresponds to 0% and the upper end corresponds to 100% of the total height of the intermediate zone.
[0011] Além disso, a presente invenção está relacionada ao uso do processo de acordo com a presente invenção, como descrito acima e abaixo para redução da transferência de partículas da poliolefina do(s) monômero(s) de olefina para a remoção da segunda corrente da zona superior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina.[0011] Furthermore, the present invention relates to the use of the process according to the present invention, as described above and below for reducing the transfer of polyolefin particles from the olefin monomer(s) to the removal of the second stream from the upper zone of the olefin gas-solids polymerization reactor.
[0012] Além disso, a presente invenção está relacionada ao uso do processo de acordo com a presente invenção, como descrito acima e abaixo, para aumentar a densidade aparente da fase densa durante a polimerização.[0012] Furthermore, the present invention relates to the use of the process according to the present invention, as described above and below, to increase the apparent density of the dense phase during polymerization.
[0013] O presente texto refere-se ao diâmetro e diâmetro equivalente. No caso de objetos não esféricos, o diâmetro equivalente indica o diâmetro de uma esfera ou círculo com o mesmo volume ou área (no caso de um círculo) que o objeto não esférico. Deve-se entender que, embora o presente texto às vezes se refira ao diâmetro, o objeto em questão não precisa ser esférico, a menos que especificamente mencionado. No caso de objetos não esféricos (partículas ou seções transversais), é então entendido o diâmetro equivalente.[0013] This text refers to diameter and equivalent diameter. In the case of non-spherical objects, the equivalent diameter indicates the diameter of a sphere or circle with the same volume or area (in the case of a circle) as the non-spherical object. It should be understood that although the present text sometimes refers to diameter, the object in question need not be spherical unless specifically mentioned. In the case of non-spherical objects (particles or cross sections), the equivalent diameter is then understood.
[0014] Como é bem entendido na técnica, a velocidade superficial do gás denota a velocidade do gás em uma construção vazia. Dessa forma, a velocidade superficial do gás dentro da zona intermediária é a vazão volumétrica do gás (em m3/s) dividida pela área da seção transversal da zona intermediária (em m2) e a área ocupada pelas partículas é negligenciada.[0014] As is well understood in the art, the superficial gas velocity denotes the gas velocity in an empty construction. Thus, the superficial velocity of the gas within the intermediate zone is the volumetric gas flow rate (in m3/s) divided by the cross-sectional area of the intermediate zone (in m2) and the area occupied by the particles is neglected.
[0015] Por gás de fluidização entende-se o gás compreendendo monômero e eventuais comonômeros, agente de transferência de cadeia e componentes inertes que formam o gás que escoa para cima no reator de polimerização gás-sólidos de olefina e no qual as partículas de polímero são suspensas, por exemplo, no leito fluidizado de um reator de leito fluidizado. O gás não reagido é coletado na parte superior do reator, comprimido, resfriado e retornado ao reator. Como é enten- dido pelo versado na técnica, a composição do gás de fluidização não é constante durante o ciclo. Os componentes reativos são consumidos no reator e adicionados à linha de circulação para compensar as perdas.[0015] By fluidization gas is meant the gas comprising monomer and eventual comonomers, chain transfer agent and inert components that form the gas that flows upward in the olefin gas-solids polymerization reactor and in which the polymer particles are suspended, for example, in the fluidized bed of a fluidized bed reactor. The unreacted gas is collected at the top of the reactor, compressed, cooled and returned to the reactor. As is understood by those skilled in the art, the composition of the fluidization gas is not constant during the cycle. Reactive components are consumed in the reactor and added to the circulation line to compensate for losses.
[0016] Um reator de polimerização gás-sólidos de olefina é um reator de polimerização para polimerização heterofásica de monôme- ro(s) de olefina gasosa em partículas de pó de poliolefina, compreendendo três zonas: na zona inferior, o gás de fluidização é introduzido no reator; na zona intermediária, que usualmente tem uma forma geralmente cilíndrica, os monômeros de olefina presentes no gás de flui- dização são polimerizados para formar as partículas de polímero; na zona superior, o gás de fluidização é retirado do reator. Em certos tipos de reatores de polimerização gás-sólidos de olefina, uma grade de fluidização (também denominada placa de distribuição) separa a zona inferior da zona intermediária. Em certos tipos de reatores de polimeri- zação gás-sólidos de olefina, a zona superior forma uma zona de desengate ou de arraste na qual, devido ao seu diâmetro em expansão em comparação com a zona intermediária, o gás de fluidização se expande e o gás se desprende do pó de poliolefina.[0016] An olefin gas-solids polymerization reactor is a polymerization reactor for heterophasic polymerization of gaseous olefin monomer(s) into polyolefin powder particles, comprising three zones: in the lower zone, the fluidization gas is introduced into the reactor; in the intermediate zone, which usually has a generally cylindrical shape, the olefin monomers present in the fluidization gas are polymerized to form polymer particles; in the upper zone, the fluidization gas is removed from the reactor. In certain types of gas-solid olefin polymerization reactors, a fluidization grid (also called a distribution plate) separates the lower zone from the middle zone. In certain types of gas-solid olefin polymerization reactors, the upper zone forms a disengagement or entrainment zone in which, due to its expanding diameter compared to the middle zone, the fluidizing gas expands and the gas is released from the polyolefin powder.
[0017] A fase densa denota a área dentro da zona intermediária do reator de polimerização gás-sólidos de olefina com uma densidade aparente aumentada devido à formação das partículas de polímero. Em certos tipos de reatores de polimerização gás-sólidos de olefina, ou seja, reatores de leito fluidizado, a fase densa é formada pelo leito fluidizado.[0017] The dense phase denotes the area within the intermediate zone of the olefin gas-solids polymerization reactor with an increased apparent density due to the formation of polymer particles. In certain types of gas-solid olefin polymerization reactors, i.e., fluidized bed reactors, the dense phase is formed by the fluidized bed.
[0018] "Pó de poliolefina arrastado" ou "transferência de partículas" denota partículas de poliolefina que são removidas juntamente com o gás de fluidização na segunda corrente de gás de fluidização da zona superior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina.[0018] "Entrained polyolefin powder" or "particle transfer" denotes polyolefin particles that are removed together with the fluidization gas in the second fluidization gas stream from the upper zone of the olefin gas-solids polymerization reactor.
[0019] "Linha de gás de circulação" representa o sistema de linhas ou tubos através dos quais a segunda corrente de gás de fluidização é reintroduzida no reator de polimerização gás-sólidos de olefina como a primeira corrente de gás de fluidização e como terceira corrente resfriada.[0019] "Circulation gas line" represents the system of lines or tubes through which the second fluidization gas stream is reintroduced into the olefin gas-solids polymerization reactor as the first fluidization gas stream and as the third fluidization stream cold.
[0020] "Densidade aparente" (ou "densidade do leito" para reatores de polimerização em leito fluidizado) representa a massa de pó de polímero dividida pelo volume do reator, excluindo a zona de desengate opcional.[0020] "Apparent density" (or "bed density" for fluidized bed polymerization reactors) represents the mass of polymer powder divided by the volume of the reactor, excluding the optional disengagement zone.
[0021] Na presente invenção, os diferentes fluxos são medidos como fluxos de volume, de modo que também a divisão desses fluxos seja entendida como divisão de volume medida em v/v.[0021] In the present invention, the different flows are measured as volume flows, so that the division of these flows is also understood as volume division measured in v/v.
[0022] As diferenças de pressão ΔP são medidas em bar, se não indicado de outra forma.[0022] Pressure differences ΔP are measured in bar, if not otherwise indicated.
[0023] O(s) monômero(s) de olefina polimerizado(s) no processo da presente invenção é(são) tipicamente alfa-olefinas com 2 a 12 átomos de carbono, de preferência, de 2 a 10 átomos de carbono. De preferência, o(s) monômero(s) de olefina são etileno ou propileno, opcionalmente em conjunto com um ou mais monômeros de alfa-olefina com 2 a 8 átomos de carbono. Especialmente preferencialmente, o processo da presente invenção é utilizado para polimerizar etileno, opcionalmente com um ou mais comonômeros selecionados de monô- mero(s) de alfa-olefina com 4 a 8 átomos de carbono; ou propileno, opcionalmente juntamente com um ou mais comonômeros selecionados a partir de monômero(s) de etileno e alfa-olefina com 4 a 8 átomos de carbono.[0023] The olefin monomer(s) polymerized in the process of the present invention are typically alpha-olefins with 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms. Preferably, the olefin monomer(s) are ethylene or propylene, optionally together with one or more alpha-olefin monomers having 2 to 8 carbon atoms. Especially preferably, the process of the present invention is used to polymerize ethylene, optionally with one or more comonomers selected from alpha-olefin monomer(s) having 4 to 8 carbon atoms; or propylene, optionally together with one or more comonomers selected from ethylene and alpha-olefin monomer(s) with 4 to 8 carbon atoms.
[0024] Dessa forma, o material polimérico é preferencialmente selecionado de homopolímeros ou copolímeros de alfa-olefina com unidades de monômero de alfa-olefina de 2 a 12 átomos de átomos de carbono, de preferência, de 2 a 10 átomos de carbono. São preferen- ciais os homopolímeros ou copolímeros de etileno ou propileno. As unidades de comonômero de copolímeros de etileno são preferencialmente selecionadas de um ou mais comonômeros selecionados de monômero(s) de alfa-olefina com 4 a 8 átomos de carbono. As unidades de comonômeros de copolímeros de propileno são preferencialmente selecionadas de um ou mais comonômeros selecionados de monômero(s) de etileno e alfa-olefina com 4 a 8 átomos de carbono.[0024] In this way, the polymeric material is preferably selected from alpha-olefin homopolymers or copolymers with alpha-olefin monomer units of 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms. Homopolymers or copolymers of ethylene or propylene are preferred. The comonomer units of ethylene copolymers are preferably selected from one or more comonomers selected from alpha-olefin monomer(s) having 4 to 8 carbon atoms. The propylene copolymer comonomer units are preferably selected from one or more comonomers selected from ethylene and alpha-olefin monomer(s) having 4 to 8 carbon atoms.
[0025] Em uma modalidade preferencial da invenção, no método de acordo com a invenção, um polímero ou copolímero de polipropile- no é polimerizado a partir do(s) monômero(s) de olefina e do(s) como- nômero(s) opcional(is). De preferência, nesta modalidade, a polimeri- zação é realizada a uma temperatura de 50 a 100 °C sob uma pressão de 15 a 25 barg. De preferência, as razões molares dos reagentes são ajustadas da seguinte forma: uma razão C2/C3 de 0 a 0,05 mol/mol para polipropilenos aleatórios e uma razão molar C2/C3 de 0,2 a 0,7 mol/mol para polipropilenos em bloco. Geralmente, a razão molar de H2/C3 nesta modalidade é ajustada para 0 a 0,05 mol/mol. Além disso, nesta modalidade, a alimentação de propileno é preferencialmente ajustada para 20 a 40 t/h, em que a alimentação do comonômero é de 0 a 15 t/h e a alimentação de hidrogênio é de 1 a 10 kg/h.[0025] In a preferred embodiment of the invention, in the method according to the invention, a polypropylene polymer or copolymer is polymerized from the olefin monomer(s) and the comonomer(s). ) optional(s). Preferably, in this embodiment, the polymerization is carried out at a temperature of 50 to 100 ° C under a pressure of 15 to 25 barg. Preferably, the molar ratios of the reactants are adjusted as follows: a C2/C3 ratio of 0 to 0.05 mol/mol for random polypropylenes and a C2/C3 molar ratio of 0.2 to 0.7 mol/mol for block polypropylenes. Generally, the molar ratio of H2/C3 in this embodiment is adjusted to 0 to 0.05 mol/mol. Furthermore, in this embodiment, the propylene feed is preferably set to 20 to 40 t/h, where the comonomer feed is 0 to 15 t/h and the hydrogen feed is 1 to 10 kg/h.
[0026] Em uma segunda modalidade preferencial da invenção, no método de acordo com a invenção, um polímero ou copolímero de po- lietileno é polimerizado a partir do(s) monômero(s) de olefina e do(s) comonômero(s) opcional(is). De preferência, nesta modalidade, a po- limerização é realizada a uma temperatura de 50 a 100 °C sob uma pressão de 15 a 25 barg. De preferência, as razões molares dos reagentes são ajustadas da seguinte forma: uma razão C4/C2 de 0,1 a 0,8 mol/mol para copolímeros de polietileno-1-buteno e uma razão C6/C2 de 0 a 0,1 mol/mol para copolímeros de polietileno-1-hexeno. Geralmente, a razão molar de H2/C2 nesta modalidade é ajustada para 0 a 0,05 mol/mol. Além disso, nesta modalidade, a alimentação de etileno é preferencialmente ajustada para 15 a 20 t/h, em que a alimentação do comonômero é ajustada para 0 a 20 t/h para 1-buteno e 0 a 7 t/h para 1-hexeno. De preferência, a alimentação de hidrogênio é de 1 a 100 kg/h e a alimentação de diluente (propano): 30 a 50 t/h.[0026] In a second preferred embodiment of the invention, in the method according to the invention, a polyethylene polymer or copolymer is polymerized from the olefin monomer(s) and the comonomer(s) optional(s). Preferably, in this embodiment, the polymerization is carried out at a temperature of 50 to 100 ° C under a pressure of 15 to 25 barg. Preferably, the molar ratios of the reactants are adjusted as follows: a C4/C2 ratio of 0.1 to 0.8 mol/mol for polyethylene-1-butene copolymers and a C6/C2 ratio of 0 to 0.1 mol/mol for polyethylene-1-hexene copolymers. Generally, the molar ratio of H2/C2 in this embodiment is adjusted to 0 to 0.05 mol/mol. Furthermore, in this embodiment, the ethylene feed is preferably set to 15 to 20 t/h, where the comonomer feed is set to 0 to 20 t/h for 1-butene and 0 to 7 t/h for 1- hexene. Preferably, the hydrogen feed is 1 to 100 kg/h and the diluent feed (propane): 30 to 50 t/h.
[0027] A polimerização no reator de polimerização gás-sólidos de olefina é realizada na presença de um catalisador de polimerização de olefinas. O catalisador pode ser qualquer catalisador que seja capaz de produzir o polímero de olefina desejado. Catalisadores adequados são, entre outros, catalisadores Ziegler-Natta baseados em um metal de transição, como catalisadores de titânio, zircônio e/ou vanádio. Especialmente, os catalisadores Ziegler-Natta são úteis, pois podem produzir polímeros de olefinas dentro de uma ampla faixa de peso molecular com alta produtividade.[0027] Polymerization in the olefin gas-solid polymerization reactor is carried out in the presence of an olefin polymerization catalyst. The catalyst can be any catalyst that is capable of producing the desired olefin polymer. Suitable catalysts are, among others, Ziegler-Natta catalysts based on a transition metal, such as titanium, zirconium and/or vanadium catalysts. Especially, Ziegler-Natta catalysts are useful as they can produce olefin polymers within a wide molecular weight range with high productivity.
[0028] Catalisadores Ziegler-Natta adequados contêm preferencialmente um composto de magnésio, um composto de alumínio e um composto de titânio suportado em um suporte de partículas.[0028] Suitable Ziegler-Natta catalysts preferably contain a magnesium compound, an aluminum compound and a titanium compound supported on a particle support.
[0029] O suporte de partículas pode ser um suporte de óxido inorgânico, como sílica, alumina, titânia, sílica-alumina e sílica-titânia. De preferência, o suporte é sílica.[0029] The particle support can be an inorganic oxide support, such as silica, alumina, titania, silica-alumina and silica-titania. Preferably, the support is silica.
[0030] O tamanho médio de partícula do suporte de sílica pode ser tipicamente de 6 a 100 μm. No entanto, descobriu-se que vantagens especiais podem ser obtidas se o suporte tiver tamanho médio de partícula de 6 a 90 μm, de preferência, de 10 a 70 μm.[0030] The average particle size of the silica support can typically be from 6 to 100 μm. However, it has been found that special advantages can be obtained if the support has an average particle size of 6 to 90 μm, preferably 10 to 70 μm.
[0031] O composto de magnésio é um produto da reação de um dialquil magnésio e um álcool. O álcool é um monoálcool alifático linear ou ramificado. De preferência, o álcool tem de 6 a 16 átomos de carbono. Álcoois ramificados são especialmente preferenciais, e 2-etil- 1-hexanol é um exemplo dos álcoois preferenciais. O dialquil magnésio pode ser qualquer composto de ligação de magnésio a dois grupos alquila, que podem ser iguais ou diferentes. O butil-octil-magnésio é um exemplo de dialquil magnésio preferenciais.[0031] The magnesium compound is a product of the reaction of a dialkyl magnesium and an alcohol. Alcohol is a linear or branched aliphatic monoalcohol. Preferably, the alcohol has 6 to 16 carbon atoms. Branched alcohols are especially preferred, and 2-ethyl-1-hexanol is an example of the preferred alcohols. Dialkyl magnesium can be any compound linking magnesium to two alkyl groups, which can be the same or different. Butyl-octyl-magnesium is an example of preferred dialkyl magnesium.
[0032] O composto de alumínio é alquil alumínio contendo cloro. Compostos especialmente preferenciais são dicloretos de alquil alumínio e sesquicloretos de alquil alumínio.[0032] The aluminum compound is alkyl aluminum containing chlorine. Especially preferred compounds are alkyl aluminum dichlorides and alkyl aluminum sesquichlorides.
[0033] O composto de titânio é um composto de titânio contendo halogênio, de preferência composto de titânio contendo cloro. O composto de titânio especialmente preferencial é o tetracloreto de titânio.[0033] The titanium compound is a halogen-containing titanium compound, preferably chlorine-containing titanium compound. The especially preferred titanium compound is titanium tetrachloride.
[0034] O catalisador pode ser preparado colocando o veículo em contato sequencial com os compostos mencionados acima, como descrito no documento EP-A-688794 ou WO-A-99/51646. Alternativamente, pode ser preparado preparando primeiro uma solução a partir dos componentes e, em seguida, colocando a solução em contato com um veículo, conforme descrito no documento WO-A-01/55230.[0034] The catalyst can be prepared by placing the vehicle in sequential contact with the compounds mentioned above, as described in document EP-A-688794 or WO-A-99/51646. Alternatively, it may be prepared by first preparing a solution from the components and then contacting the solution with a vehicle as described in WO-A-01/55230.
[0035] Outro grupo de catalisadores Ziegler-Natta adequados contém um composto de titânio juntamente com um composto de haleto de magnésio que atua como suporte. Dessa forma, o catalisador contém um composto de titânio em um di-haleto de magnésio, como diclo- reto de magnésio. Tais catalisadores são revelados, por exemplo, nos documentos WO-A-2005/118655 e EP-A-810235.[0035] Another group of suitable Ziegler-Natta catalysts contains a titanium compound together with a magnesium halide compound that acts as a support. Thus, the catalyst contains a titanium compound in a magnesium dihalide, such as magnesium dichloride. Such catalysts are disclosed, for example, in WO-A-2005/118655 and EP-A-810235.
[0036] Ainda um outro tipo de catalisador Ziegler-Natta são catalisadores preparados por um método, em que uma emulsão é formada, em que os componentes ativos formam uma fase dispersa, isto é, uma fase descontínua na emulsão de pelo menos duas fases líquidas. A fase dispersa, na forma de gotículas, é solidificada a partir da emulsão, em que o catalisador na forma de partículas sólidas é formado. Os princípios de preparação desses tipos de catalisadores são apresentados no documento WO-A-2003/106510 da Borealis.[0036] Yet another type of Ziegler-Natta catalyst are catalysts prepared by a method, in which an emulsion is formed, in which the active components form a dispersed phase, that is, a discontinuous phase in the emulsion of at least two liquid phases . The dispersed phase, in the form of droplets, is solidified from the emulsion, in which the catalyst in the form of solid particles is formed. The principles of preparation of these types of catalysts are presented in Borealis document WO-A-2003/106510.
[0037] O catalisador Ziegler-Natta é usado junto com um ativador. Ativadores adequados são compostos alquil metálicos e especialmente compostos alquil alumínio. Estes compostos incluem haletos de al- quil alumínio, como dicloreto de etilalumínio, cloreto de dietilalumínio, sesquicloreto de etilalumínio, cloreto de dimetilalumínio e similares. Também incluem compostos de trialquilalumínio, como trimetilalumí- nio, trietilalumínio, tri-isobutilalumínio, tri-hexilalumínio e tri-n- octilalumínio. Além disso, incluem oxicompostos de alquilalumínio, como metilalumínio-oxano (MAO), hexa-isobutilalumínio-oxano (HI- BAO) e tetra-isobutilalumínio-oxano (TIBAO). Também podem ser utilizados outros compostos alquil alumínio, como isoprenilalumínio. Ati- vadores especialmente preferenciais são trialquilalumínio, dos quais trietilalumínio, trimetilalumínio e tri-isobutilalumínio são particularmente utilizados. Se necessário, o ativador também pode incluir um doador de elétrons externo. Compostos doadores de elétrons adequados são revelados nos documentos WO-A-95/32994,US-A-4107414, US-A- 4186107, US-A-4226963, US-A-4347160, US-A-4382019, US-A- 4435550, US-A-4465782, US 4472524, US-A-4473660, US-A- 4522930, US-A-4530912, US-A-4532313, US-A-4560671 e US-A- 4657882. Também são conhecidos na técnica doadores de elétrons consistindo em compostos de organossilano, contendo ligações Si- OCOR, Si-OR e/ou Si-NR2, tendo o silício como átomo central, e R é um grupo alquila, alquenila, arila, arilalquila ou cicloalquila com 1 a 20 átomos de carbono. Tais compostos são descritos nos documentos US-A-4472524, US-A-4522930, US-A-4560671, US-A-4581342, US-A- 4657882, EP-A-45976, EP-A-45977 e EP-A-1538167.[0037] The Ziegler-Natta catalyst is used together with an activator. Suitable activators are alkyl metal compounds and especially alkyl aluminum compounds. These compounds include alkyl aluminum halides such as ethyl aluminum dichloride, diethylaluminum chloride, ethyl aluminum sesquichloride, dimethylaluminum chloride and the like. They also include trialkylaluminum compounds such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum and tri-n-octylaluminum. Additionally, they include alkylaluminum oxycompounds such as methylaluminum-oxane (MAO), hexa-isobutylaluminum-oxane (HI-BAO), and tetra-isobutylaluminum-oxane (TIBAO). Other alkyl aluminum compounds, such as isoprenylaluminum, can also be used. Especially preferred activators are trialkylaluminum, of which triethylaluminum, trimethylaluminum and triisobutylaluminum are particularly used. If necessary, the activator can also include an external electron donor. Suitable electron donating compounds are disclosed in WO-A-95/32994, US-A-4107414, US-A-4186107, US-A-4226963, US-A-4347160, US-A-4382019, US-A - 4435550, US-A-4465782, US-4472524, US-A-4473660, US-A-4522930, US-A-4530912, US-A-4532313, US-A-4560671 and US-A-4657882. They are also known in the art electron donors consisting of organosilane compounds, containing Si-OCOR, Si-OR and/or Si-NR2 bonds, with silicon as the central atom, and R is an alkyl, alkenyl, aryl, arylalkyl or cycloalkyl group with 1 to 20 carbon atoms. Such compounds are described in US-A-4472524, US-A-4522930, US-A-4560671, US-A-4581342, US-A-4657882, EP-A-45976, EP-A-45977 and EP- A-1538167.
[0038] A quantidade em que o ativador é usado depende do catalisador e do ativador específico. Tipicamente, trietilalumínio é utilizado em uma quantidade tal que a razão molar de alumínio para o metal de transição, como Al/Ti, seja de 1 a 1000, de preferência, de 3 a 100 e, em particular, de cerca de 5 a cerca de 30 mol/mol.[0038] The amount in which the activator is used depends on the catalyst and the specific activator. Typically, triethylaluminum is used in an amount such that the molar ratio of aluminum to the transition metal, such as Al/Ti, is from 1 to 1000, preferably from 3 to 100, and in particular from about 5 to about of 30 mol/mol.
[0039] Também podem ser utilizados catalisadores de metaloceno. Os catalisadores de metaloceno compreendem um composto de metal de transição que contém um ligante ciclopentadienila, indenila ou fluo- renila. De preferência, o catalisador contém dois ligantes ciclopentadi- enila, indenila ou fluorenila que podem ser ligados por um grupo contendo preferencialmente átomo(s) de silício e/ou carbono. Além disso, os ligantes podem ter substituintes, como grupos alquila, grupos arila, grupos arilalquila, grupos alquilarila, grupos silila, grupos silóxi, grupos alcóxi ou outros grupos de heteroátomos ou similares. Catalisadores metalocenos adequados são conhecidos na técnica e são revelados, entre outros, nos documentos WO-A-95/12622, WO-A-96/32423, WO- A- 97/28170, WO-A-98/32776, WO-A-99/61489, WO-A-03/010208, WO-A-03/051934, WO-A-03/051514, WO-A-2004/085499, EP-A- 1752462 e EP-A-1739103.[0039] Metallocene catalysts can also be used. Metallocene catalysts comprise a transition metal compound that contains a cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl ligand. Preferably, the catalyst contains two cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl ligands which may be linked by a group preferably containing silicon and/or carbon atom(s). Furthermore, ligands may have substituents such as alkyl groups, aryl groups, arylalkyl groups, alkylaryl groups, silyl groups, siloxy groups, alkoxy groups or other heteroatom groups or the like. Suitable metallocene catalysts are known in the art and are disclosed, among others, in WO-A-95/12622, WO-A-96/32423, WO-A-97/28170, WO-A-98/32776, WO- A-99/61489, WO-A-03/010208, WO-A-03/051934, WO-A-03/051514, WO-A-2004/085499, EP-A-1752462 and EP-A-1739103.
[0040] A polimerização no reator de polimerização gás-sólidos de olefina pode ser precedida de estágios anteriores de polimerização, como pré-polimerização ou outro estágio de polimerização realizado na pasta ou na fase gasosa. Tais estágios de polimerização, se presentes, podem ser conduzidos de acordo com os procedimentos bem conhecidos na técnica. Processos adequados, incluindo polimerização e outras etapas do processo que podem preceder o processo de poli- merização da presente invenção, são revelados nos documentos WO- A-92/12182, WO-A-96/18662, EP-A-1415999, WO-A-98/58976, EP-A- 887380, WO-A-98/58977, EP-A-1860125, GB-A-1580635, US-A- 4582816, US-A-3405109, US-A-3324093, EP-A-479186 e US-A- 5391654. Como é bem entendido pelo versado na técnica, o catalisador precisa permanecer ativo após os estágios anteriores de polimeri- zação.[0040] Polymerization in the olefin gas-solids polymerization reactor may be preceded by previous polymerization stages, such as pre-polymerization or another polymerization stage carried out in the slurry or gas phase. Such polymerization stages, if present, may be conducted in accordance with procedures well known in the art. Suitable processes, including polymerization and other process steps that may precede the polymerization process of the present invention, are disclosed in WO-A-92/12182, WO-A-96/18662, EP-A-1415999, WO -A-98/58976, EP-A- 887380, WO-A-98/58977, EP-A-1860125, GB-A-1580635, US-A- 4582816, US-A-3405109, US-A-3324093 , EP-A-479186 and US-A-5391654. As is well understood by those skilled in the art, the catalyst needs to remain active after the previous stages of polymerization.
[0041] Na polimerização do reator de polimerização gás-sólidos, a polimerização é realizada usando monômero(s) de olefina(s) gasosa(s) na qual as partículas de polímeros estão crescendo.[0041] In gas-solids polymerization reactor polymerization, polymerization is carried out using gaseous olefin monomer(s) in which polymer particles are growing.
[0042] O presente processo é adequado para quaisquer tipos de reatores de polimerização gás-sólidos de olefina adequados para a polimerização de homopolímeros ou copolímeros de alfa-olefina. Reatores adequados são, por exemplo, reatores de tanque com agitação contínua ou reatores de leito fluidizado. Ambos os tipos de reatores de polimerização gás-sólidos de olefina são bem conhecidos na técnica.[0042] The present process is suitable for any types of gas-solid olefin polymerization reactors suitable for the polymerization of alpha-olefin homopolymers or copolymers. Suitable reactors are, for example, continuously stirred tank reactors or fluidized bed reactors. Both types of gas-solid olefin polymerization reactors are well known in the art.
[0043] De preferência, o reator de polimerização gás-sólido de ole- fina é um reator de leito fluidizado.[0043] Preferably, the gas-solid olefin polymerization reactor is a fluidized bed reactor.
[0044] Em um reator de leito fluidizado, a polimerização ocorre em um leito fluidizado formado pelas partículas de polímero em crescimento em uma corrente de gás em movimento ascendente. No leito fluidizado, as partículas de polímero, contendo o catalisador ativo, entram em contato com os gases da reação, como monômero, comonô- mero(s) e hidrogênio, que fazem com que o polímero seja produzido sobre as partículas.[0044] In a fluidized bed reactor, polymerization occurs in a fluidized bed formed by growing polymer particles in an upwardly moving gas stream. In the fluidized bed, the polymer particles, containing the active catalyst, come into contact with the reaction gases, such as monomer, comonomer(s) and hydrogen, which cause the polymer to be produced on the particles.
[0045] Desse modo, em uma modalidade preferencial, o reator de leito fluidizado pode compreender uma grade de fluidização que está situada abaixo do leito fluidizado, separando desse modo a zona inferior e a zona intermediária do reator. O limite superior do leito fluidiza- do é geralmente definido por uma zona de desengate na qual, devido ao seu diâmetro em expansão em comparação com a zona intermediária, o gás de fluidização se expande e o gás se desengata do pó de poliolefina. Os reatores de leito fluidizado com zona de desengate e grade de fluidização são bem conhecidos na técnica. Um reator de leito fluidizado adequado para o processo da presente invenção é mostrado na Figura 1.[0045] Thus, in a preferred embodiment, the fluidized bed reactor may comprise a fluidization grid that is located below the fluidized bed, thereby separating the lower zone and the intermediate zone of the reactor. The upper limit of the fluidized bed is generally defined by a disengagement zone in which, due to its expanding diameter compared to the intermediate zone, the fluidizing gas expands and the gas disengages from the polyolefin powder. Fluidized bed reactors with disengagement zone and fluidization grid are well known in the art. A fluidized bed reactor suitable for the process of the present invention is shown in Figure 1.
[0046] Em outra modalidade preferencial, o reator de leito fluidiza- do não compreende uma grade de fluidização. A polimerização ocorre em um reator, incluindo uma zona inferior, uma zona intermediária e uma zona superior. A zona inferior, que tem uma forma geralmente cônica, forma a parte inferior do reator na qual a base do leito fluidiza- do é formada. A base do leito se forma na zona inferior, sem grade de fluidização ou placa de distribuição de gás. Acima da zona inferior e em contato direto com ela, está a zona intermediária, que tem uma forma geralmente cilíndrica. A zona intermediária e a parte superior da zona inferior contêm o leito fluidizado. Porque sem grade de fluidiza- ção, há uma livre troca de gás e partículas entre as diferentes regiões dentro da zona inferior e entre a zona inferior e a zona intermediária. Finalmente, acima da zona intermediária e em contato direto com a mesma, está a zona superior, que tem uma forma geralmente cônica que se afunila para cima.[0046] In another preferred embodiment, the fluidized bed reactor does not comprise a fluidization grid. Polymerization takes place in a reactor including a lower zone, a middle zone and an upper zone. The lower zone, which has a generally conical shape, forms the lower part of the reactor in which the base of the fluidized bed is formed. The base of the bed is formed in the lower zone, without a fluidization grid or gas distribution plate. Above the lower zone and in direct contact with it, is the intermediate zone, which is generally cylindrical in shape. The middle zone and the upper part of the lower zone contain the fluidized bed. Because without a fluidization grid, there is a free exchange of gas and particles between the different regions within the lower zone and between the lower zone and the middle zone. Finally, above the intermediate zone and in direct contact with it, is the upper zone, which has a generally conical shape that tapers upwards.
[0047] A zona inferior do reator tem uma forma geralmente cônica que se afunila para baixo. Devido à forma da zona, a velocidade do gás gradualmente diminui ao longo da altura dentro da dita zona inferior. A velocidade do gás na parte mais baixa é maior que a velocidade de transporte e as partículas eventualmente contidas no gás são transportadas para cima com o gás. A uma certa altura dentro da zona inferior, a velocidade do gás se torna menor do que a velocidade de transporte e um leito fluidizado começa a se formar. Quando a velocidade do gás fica ainda menor, o leito se torna mais denso e as partículas de polímero distribuem o gás por toda a seção transversal do leito. Um reator de leito fluidizado sem grade de fluidização é descrito nos documentos EP-A-2 495 037 e EP-A-2 495 038.[0047] The lower zone of the reactor has a generally conical shape that tapers downwards. Due to the shape of the zone, the gas velocity gradually decreases along the height within said lower zone. The velocity of the gas at the lowest part is greater than the transport velocity and the particles eventually contained in the gas are transported upward with the gas. At a certain height within the lower zone, the gas velocity becomes less than the transport velocity and a fluidized bed begins to form. When the gas velocity becomes even lower, the bed becomes denser and the polymer particles distribute the gas throughout the cross section of the bed. A fluidized bed reactor without a fluidization grid is described in documents EP-A-2 495 037 and EP-A-2 495 038.
[0048] Em um reator de polimerização gás-sólidos de olefina, a corrente de gás em movimento ascendente é estabelecida retirando uma corrente de gás de fluidização como segunda corrente de gás da zona superior do reator, tipicamente no local mais alto. A segunda cor- rente de gás retirada do reator é então geralmente resfriada e reintro- duzida na zona inferior do reator como a primeira corrente de gás de fluidização. Em uma modalidade preferencial, o gás de fluidização da segunda corrente de gás também é comprimido em um compressor. Com mais preferência, o compressor está localizado a montante do resfriador. De preferência, o gás é filtrado antes de ser passado para o compressor. Monômeros adicionais de olefina, eventual(is) comonô- mero(s), hidrogênio e gás inerte são adequadamente introduzidos na linha de gás de circulação. É preferencial analisar a composição do gás de circulação, por exemplo, utilizando cromatografia gasosa acoplada e ajustar a adição dos componentes do gás para que o seu conteúdo seja mantido nos níveis desejados.[0048] In an olefin gas-solids polymerization reactor, the upwardly moving gas stream is established by withdrawing a fluidization gas stream as a second gas stream from the upper zone of the reactor, typically at the highest location. The second gas stream withdrawn from the reactor is then generally cooled and reintroduced into the lower zone of the reactor as the first fluidization gas stream. In a preferred embodiment, the fluidization gas from the second gas stream is also compressed in a compressor. Most preferably, the compressor is located upstream of the chiller. Preferably, the gas is filtered before being passed to the compressor. Additional olefin monomers, eventual comonomer(s), hydrogen and inert gas are suitably introduced into the circulation gas line. It is preferable to analyze the composition of the circulating gas, for example, using coupled gas chromatography and adjust the addition of the gas components so that its content is maintained at the desired levels.
[0049] A polimerização é geralmente conduzida a uma temperatura e pressão em que o gás de fluidização permanece essencialmente na fase de vapor ou gás. Para a polimerização de olefinas, a temperatura está adequadamente dentro da faixa de 30 a 110 °C, preferencialmente 50 a 100 °C. A pressão está adequadamente na faixa de 1 a 50 bar, preferencialmente 5 a 35 bar.[0049] Polymerization is generally conducted at a temperature and pressure at which the fluidization gas remains essentially in the vapor or gas phase. For the polymerization of olefins, the temperature is suitably within the range of 30 to 110 °C, preferably 50 to 100 °C. The pressure is suitably in the range 1 to 50 bar, preferably 5 to 35 bar.
[0050] Para remover o pó de poliolefina arrastado, a linha de gás de circulação, isto é, a linha para retirar a segunda corrente, de preferência compreende pelo menos um ciclone. O ciclone tem o objetivo de remover o material polimérico arrastado do gás de circulação. A corrente de polímero recuperada do ciclone pode ser direcionada para outro estágio de polimerização, ou pode ser devolvida ao reator de po- limerização gás-sólidos de olefina ou pode ser retirada como produto polimérico.[0050] To remove the entrained polyolefin powder, the circulation gas line, that is, the line for removing the second stream, preferably comprises at least one cyclone. The cyclone aims to remove the polymeric material entrained from the circulation gas. The polymer stream recovered from the cyclone can be directed to another polymerization stage, or can be returned to the gas-solids olefin polymerization reactor or can be withdrawn as a polymeric product.
[0051] No caso em que a corrente de polímero recuperada do ciclone é devolvida ao reator de polimerização gás-sólidos, a corrente de polímero é retornada através de uma ou mais portas de alimentação, que são portas de alimentação diferentes das uma ou mais portas de alimentação para a introdução da terceira corrente resfriada na fase densa na zona intermediária do reator de polimerização gás-sólidos de olefina.[0051] In the case where the polymer stream recovered from the cyclone is returned to the gas-solids polymerization reactor, the polymer stream is returned through one or more feed ports, which are feed ports other than the one or more ports supply for the introduction of the third cooled stream in the dense phase in the intermediate zone of the olefin gas-solids polymerization reactor.
[0052] De preferência, a terceira corrente resfriada compreende não mais do que 5% em peso de polímero sólido em relação ao peso total da terceira corrente resfriada, com mais preferência, não mais que 3% em peso de polímero sólido, ainda com mais preferência, não mais que 2% em peso de polímero sólido e, com ainda mais preferência, não mais do que 1% em peso de polímero sólido.[0052] Preferably, the third cooled stream comprises no more than 5% by weight of solid polymer relative to the total weight of the third cooled stream, more preferably, no more than 3% by weight of solid polymer, even more preferably no more than 2% by weight solid polymer and even more preferably no more than 1% by weight solid polymer.
[0053] De acordo com a presente invenção, o gás de fluidização é retirado da zona superior do reator como a segunda corrente, opcionalmente comprimido por um compressor, introduzido em um resfria- dor, retirado do resfriador como segunda corrente resfriada e dividido em uma terceira corrente resfriada e a primeira corrente. A primeira corrente é introduzida no reator na zona inferior, enquanto a terceira corrente resfriada é introduzida no reator através de uma ou mais portas de alimentação em uma área de alimentação da zona intermediária para a fase densa na zona intermediária do reator. Dessa forma, a terceira corrente não é misturada com partículas do polímero do(s) mo- nômero(s) de olefina antes de entrar no reator e, portanto, não é introduzida no reator através de portas de alimentação para reintrodução das partículas do polímero do(s) monômero(s) de olefina no reator de polimerização gás-sólidos de olefina.[0053] According to the present invention, the fluidization gas is removed from the upper zone of the reactor as the second stream, optionally compressed by a compressor, introduced into a cooler, removed from the cooler as the second cooled stream and divided into a third cooled stream and the first stream. The first stream is introduced into the reactor in the lower zone, while the cooled third stream is introduced into the reactor through one or more feed ports in a feed area from the middle zone to the dense phase in the middle zone of the reactor. In this way, the third stream is not mixed with polymer particles of the olefin monomer(s) before entering the reactor and, therefore, is not introduced into the reactor through feed ports to reintroduce the polymer particles. of the olefin monomer(s) in the gas-solids olefin polymerization reactor.
[0054] Nenhum efeito vantajoso da invenção foi encontrado se a terceira corrente resfriada for introduzida em uma área de alimentação da zona intermediária, que é localizada apenas na superfície da zona intermediária entre a extremidade inferior e 50% da altura total da zona intermediária, enquanto a extremidade inferior corresponde a 0% e a extremidade superior corresponde a 100% da altura total da zona in- termediária.[0054] No advantageous effect of the invention has been found if the third cooled stream is introduced into a feed area of the buffer zone, which is located only on the surface of the buffer zone between the lower end and 50% of the total height of the buffer zone, while the lower end corresponds to 0% and the upper end corresponds to 100% of the total height of the intermediate zone.
[0055] Portanto, a área de alimentação da zona intermediária está localizada na superfície da zona intermediária entre a extremidade superior e 50% da altura total da zona intermediária, enquanto a extremidade inferior corresponde a 0% e a extremidade superior corresponde a 100% da altura total da zona intermediária. De preferência, a área de alimentação da zona intermediária está localizada na superfície da zona intermediária entre a extremidade superior e 70% da altura total da zona intermediária.[0055] Therefore, the feed area of the intermediate zone is located on the surface of the intermediate zone between the upper end and 50% of the total height of the intermediate zone, while the lower end corresponds to 0% and the upper end corresponds to 100% of the total height of the intermediate zone. Preferably, the buffer zone feeding area is located on the surface of the buffer zone between the upper end and 70% of the total height of the buffer zone.
[0056] De preferência, a terceira corrente resfriada é introduzida através das uma ou mais portas de alimentação na fase densa na zona intermediária do reator de polimerização gás-sólidos de olefina em um ângulo de introdução α de 5° a 75°, de preferência, de 10° a 65°, com a máxima preferência, de 15° a 60°. O ângulo de introdução é o ângulo entre uma projeção e uma linha perpendicular, enquanto a projeção é a projeção da direção da terceira corrente resfriada após a introdução no reator em um plano de projeção, que atravessa o plano tangente de forma geralmente cilíndrica da zona intermediária na localização de uma ou mais portas de alimentação e ao longo de uma linha de interseção entre o plano tangente e a superfície geralmente cilíndrica da zona intermediária, enquanto o plano de projeção está localizado perpendicularmente ao plano tangente e que a linha perpendicular atravessa a superfície geralmente cilíndrica da zona intermediária no local de um ou mais orifícios de alimentação, é paralela ao plano de projeção e é perpendicular ao plano tangente (ver Figura 2). Com a máxima preferência, verificou-se que o ângulo de introdução ideal para a introdução da terceira corrente resfriada é de cerca de 20°.[0056] Preferably, the third cooled stream is introduced through the one or more feed ports into the dense phase in the intermediate zone of the gas-solids olefin polymerization reactor at an introduction angle α of 5° to 75°, preferably , from 10° to 65°, most preferably, from 15° to 60°. The introduction angle is the angle between a projection and a perpendicular line, while the projection is the projection of the direction of the third stream cooled after introduction into the reactor onto a projection plane, which crosses the generally cylindrical-shaped tangent plane of the intermediate zone at the location of one or more supply ports and along a line of intersection between the tangent plane and the generally cylindrical surface of the intermediate zone, while the projection plane is located perpendicular to the tangent plane and the perpendicular line traverses the generally cylindrical shape of the intermediate zone at the location of one or more feed holes, is parallel to the plane of projection and is perpendicular to the tangent plane (see Figure 2). Most preferably, it has been found that the ideal introduction angle for introducing the third cooled stream is about 20°.
[0057] O número de portas de alimentação para a introdução da terceira corrente resfriada está, de preferência, na faixa de 1 a 15, com mais preferência, de 2 a 10 e, com a máxima preferência, de 2 a 5.[0057] The number of supply ports for introducing the third cooled stream is preferably in the range of 1 to 15, more preferably 2 to 10 and most preferably 2 to 5.
[0058] As portas de alimentação são preferencialmente distribuídas através da zona intermediária do reator de polimerização gás- sólidos de olefina na direção axial e/ou radial, com a condição de que a terceira corrente resfriada seja introduzida na fase densa.[0058] The feed ports are preferably distributed through the intermediate zone of the gas-solids olefin polymerization reactor in the axial and/or radial direction, with the condition that the third cooled stream is introduced into the dense phase.
[0059] De preferência, o gás de fluidização da terceira corrente resfriada é comprimido por um compressor. O compressor pode estar localizado a montante ou a jusante do resfriador. Ainda com mais preferência, antes de ser introduzida no resfriador, a segunda corrente é introduzida em um compressor; removida do compressor como a segunda corrente comprimida e introduzida como a segunda corrente comprimida no resfriador.[0059] Preferably, the fluidization gas of the cooled third stream is compressed by a compressor. The compressor can be located upstream or downstream of the chiller. Even more preferably, before being introduced into the cooler, the second stream is introduced into a compressor; removed from the compressor as the second compressed stream and introduced as the second compressed stream into the cooler.
[0060] No resfriador, a segunda corrente é preferencialmente resfriada, de modo que a segunda corrente resfriada e, como consequência, também a terceira corrente resfriada e/ou a primeira corrente, compreendam gás de fluidização condensado, de preferência juntamente com gás de fluidização gasoso. De preferência, a segunda corrente resfriada e, como consequência, também a terceira corrente resfriada e/ou a primeira corrente, compreendem de 1 a 30% em peso de gás de fluidização condensado, com mais preferência, de 3 a 25% em peso de gás de fluidização condensado e, com a máxima preferência, de 5 a 20% em peso de gás de fluidização condensado, com base no peso total da segunda corrente resfriada e, como consequência, a terceira corrente e/ou a primeira corrente. O peso restante da segunda corrente resfriada e, como consequência, também a terceira corrente resfriada e/ou a primeira corrente consistem preferencialmente em gás de fluidização gasoso.[0060] In the cooler, the second stream is preferably cooled, so that the second chilled stream and, as a consequence, also the third chilled stream and/or the first stream, comprise condensed fluidizing gas, preferably together with fluidizing gas gaseous. Preferably, the second cooled stream and, as a consequence, also the third cooled stream and/or the first stream, comprises from 1 to 30% by weight of condensed fluidizing gas, more preferably, from 3 to 25% by weight of condensed fluidizing gas and, most preferably, from 5 to 20% by weight of condensed fluidizing gas, based on the total weight of the second cooled stream and, as a consequence, the third stream and/or the first stream. The remaining weight of the second cooled stream and, as a consequence, also the third cooled stream and/or the first stream preferably consists of gaseous fluidization gas.
[0061] Em outra modalidade, a segunda corrente resfriada não é condensada ou parcialmente condensada e não compreende gás de fluidização condensado. Como consequência, a terceira corrente resfriada e a primeira corrente na dita modalidade não compreendem gás de fluidização condensado.[0061] In another embodiment, the second cooled stream is not condensed or partially condensed and does not comprise condensed fluidization gas. As a consequence, the third cooled stream and the first stream in said embodiment do not comprise condensed fluidization gas.
[0062] A segunda corrente resfriada é dividida na terceira corrente resfriada e na primeira corrente na razão de 5:95 (v/v) a 75:25 (v/v), de preferência, de 7:93 (v/v) a 65:35 (v/v), com a máxima preferência, de 10:90 (v/v) a 50:50 (v/v).[0062] The second cooled stream is divided into the third cooled stream and the first stream in the ratio of 5:95 (v/v) to 75:25 (v/v), preferably 7:93 (v/v) to 65:35 (v/v), with maximum preference, from 10:90 (v/v) to 50:50 (v/v).
[0063] Dependendo da divisão de volume entre a terceira corrente resfriada e a primeira corrente, a terceira corrente resfriada tem uma certa pressão e contribui para a velocidade superficial do gás da corrente de fluxo ascendente na zona intermediária do reator.[0063] Depending on the volume division between the third cooled stream and the first stream, the third cooled stream has a certain pressure and contributes to the superficial gas velocity of the upflow stream in the intermediate zone of the reactor.
[0064] A diferença de pressão entre a terceira corrente resfriada e a pressão de polimerização no reator de polimerização de sólidos gasosos, ΔP, é de pelo menos 0,1 bar, de preferência, pelo menos 0,3 bar, com a máxima preferência, pelo menos 0,5 bar. O limite superior para a diferença de pressão geralmente não é superior a 10 bar, de preferência, não superior a 7 bar.[0064] The pressure difference between the third cooled stream and the polymerization pressure in the gaseous solid polymerization reactor, ΔP, is at least 0.1 bar, preferably at least 0.3 bar, with the utmost preference , at least 0.5 bar. The upper limit for the pressure difference is generally no more than 10 bar, preferably no more than 7 bar.
[0065] É ainda preferencial que a velocidade superficial do gás da corrente ascendente do gás de fluidização na zona intermediária do reator seja de 0,3 a 1,2 m/s, com mais preferência, de 0,4 a 1,0 m/s, com a máxima preferência, de 0,5 a 0,9 m/s.[0065] It is further preferred that the superficial gas velocity of the upward flow of the fluidization gas in the intermediate zone of the reactor is 0.3 to 1.2 m/s, more preferably, 0.4 to 1.0 m /s, most preferably from 0.5 to 0.9 m/s.
[0066] Desse modo, a velocidade superficial do gás da primeira corrente de gás de fluidização introduzida na zona inferior é, de preferência, menor que a velocidade superficial do gás da corrente ascendente do gás de fluidização na zona intermediária e está, de preferência, na faixa de 0,1 a 1,3 m/s, com mais preferência, de 0,15 a 1,1 m/s, com a máxima preferência, de 0,2 a 1,0 m/s.[0066] In this way, the surface gas velocity of the first fluidization gas stream introduced into the lower zone is preferably lower than the surface gas velocity of the ascending fluidization gas stream in the middle zone and is preferably in the range of 0.1 to 1.3 m/s, more preferably 0.15 to 1.1 m/s, most preferably 0.2 to 1.0 m/s.
[0067] A densidade aparente da fase densa durante a polimeriza- ção está na faixa de 100 a 500 kg/m3, de preferência, de 120 a 470 kg/m3 , com mais preferência, de 150 a 450 kg/m3.[0067] The apparent density of the dense phase during polymerization is in the range of 100 to 500 kg/m3, preferably 120 to 470 kg/m3, more preferably 150 to 450 kg/m3.
[0068] Foi descoberto que no processo da presente invenção pode ser obtida uma maior densidade aparente da fase densa ao longo de todo o processo de polimerização.[0068] It was discovered that in the process of the present invention a greater apparent density of the dense phase can be obtained throughout the entire polymerization process.
[0069] Como consequência do processo da presente invenção, o reator de polimerização gás-sólidos de olefina pode ser operado com um rendimento no espaço-tempo mais alto ou com uma taxa de produção baseada em volume, aumentando o rendimento ou a capacidade do reator.[0069] As a consequence of the process of the present invention, the olefin gas-solids polymerization reactor can be operated with a higher space-time yield or with a volume-based production rate, increasing the yield or capacity of the reactor .
[0070] Sem estar limitado pela teoria, acredita-se que o aumento da densidade aparente resulte de uma redução de bolhas de gás na zona inferior e intermediária do reator.[0070] Without being limited by theory, it is believed that the increase in apparent density results from a reduction in gas bubbles in the lower and intermediate zone of the reactor.
[0071] Além disso, o movimento axial do pó de poliolefina na zona superior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina é perturbado pela alimentação da terceira corrente resfriada, de modo que o teor gasoso (e sólido opcional) na parte superior da zona intermediária e na zona superior do reator é permanentemente acelerado em uma direção. A terceira corrente resfriada introduzida acelera o fluxo descendente de sólidos de polímero próximo à parede da zona intermediária. Esse efeito permite a destruição das fontes de pó de poliolefina em movimento axial e contribui para a separação de gases e sólidos, com os sólidos se movendo para baixo ao longo da parede, "raspando" a parede permanentemente, de modo que o pó adesivo seja lavado e a cobertura da parede possa ser suprimida, melhorando assim a opera- bilidade do reator.[0071] Furthermore, the axial movement of the polyolefin powder in the upper zone of the olefin gas-solids polymerization reactor is disturbed by the feed of the cooled third stream, so that the gas (and optional solid) content in the upper part of the zone middle and upper zone of the reactor is permanently accelerated in one direction. The introduced third cooled stream accelerates the downward flow of polymer solids near the buffer zone wall. This effect allows the destruction of axially moving polyolefin powder sources and contributes to the separation of gases and solids, with the solids moving down the wall, "scraping" the wall permanently, so that the adhesive powder is washed and the wall cover can be removed, thus improving the operability of the reactor.
[0072] Como consequência, a transferência de partículas da polio- lefina do(s) monômero(s) de olefina para a segunda corrente retirada da zona superior do reator de polimerização gás-sólidos de olefina é reduzida, aumentando assim a eficiência da separação gás-sólidos e ao mesmo tempo a capacidade de resfriamento do processo não é sacrificada.[0072] As a consequence, the transfer of polyolefin particles from the olefin monomer(s) to the second stream taken from the upper zone of the olefin gas-solids polymerization reactor is reduced, thus increasing the separation efficiency. gas-solids and at the same time the cooling capacity of the process is not sacrificed.
[0073] A Figura 1 mostra uma modalidade do processo de polime- rização de acordo com a presente invenção em um reator de leito flui- dizado com uma grade de fluidização. Sinais de referência 1 reator de leito fluidizado 2 zona inferior 3 zona intermediária 4 zona superior (zona de desengate) 5 leito fluidizado (zona densa) 6 primeira corrente de gás fluidizado 7 segunda corrente de gás fluidizado 8 compressor 9 segunda corrente comprimida de gás fluidizado 10 resfriador 11 segunda corrente resfriada de gás fluidizado 12 terceira corrente resfriada de gás fluidizado 13 portas de alimentação para a terceira corrente resfriada de gás fluidizado 14 porta de alimentação para o catalisador de polimerização 15 remoção do polímero 16 grade de fluidização[0073] Figure 1 shows an embodiment of the polymerization process according to the present invention in a fluidized bed reactor with a fluidization grid. Reference signals 1 fluidized bed reactor 2 lower zone 3 intermediate zone 4 upper zone (disengagement zone) 5 fluidized bed (dense zone) 6 first fluidized gas stream 7 second fluidized gas stream 8 compressor 9 second compressed fluidized gas stream 10 cooler 11 second cooled fluidized gas stream 12 third cooled fluidized gas stream 13 feed ports for the third cooled fluidized gas stream 14 feed port for the polymerization catalyst 15 polymer removal 16 fluidization grid
[0074] A Figura 1 mostra uma modalidade do sistema de reator de polimerização gás-sólidos de olefina de acordo com a presente invenção. O reator de leito fluidizado 1 compreende uma zona inferior 2, uma zona intermediária 3 e uma zona de desengate como zona superior 4. A zona intermediária 3 e a zona inferior 2 são separadas pela grade de fluidização 16. A primeira corrente de gás fluidizado 6 entra no reator de leito fluidizado 1 através da zona inferior 2 e escoa para cima, passando assim a grade de fluidização 16 e entrando na zona intermediária 3. Devido à forma substancialmente cilíndrica da zona intermediária 3, a velocidade do gás é constante, de modo que, acima da grade de fluidização 16, o leito fluidizado 5 é estabelecido na zona intermediária 3. Devido à forma cônica da zona de desengate 4, o gás que entra na zona de desengate 4 se expande de modo que o gás se desengata do produto de poliolefina da reação de polimerização, de modo que o leito fluidizado 5 fique confinado na zona intermediária 3 e na parte inferior da zona de desengate 4. O catalisador de polimeri- zação, juntamente com o pó de poliolefina opcional polimerizado nos estágios anteriores de polimerização, é introduzido no reator de leito fluidizado 1 através da porta de alimentação 14 diretamente no leito fluidizado 5. O produto de poliolefina do processo de polimerização é retirado do reator de leito fluidizado através da saída 15.[0074] Figure 1 shows an embodiment of the olefin gas-solids polymerization reactor system according to the present invention. The fluidized bed reactor 1 comprises a lower zone 2, an intermediate zone 3 and a disengagement zone as an upper zone 4. The intermediate zone 3 and the lower zone 2 are separated by the fluidization grid 16. The first fluidized gas stream 6 enters the fluidized bed reactor 1 through the lower zone 2 and flows upward, thereby passing the fluidization grid 16 and entering the intermediate zone 3. Due to the substantially cylindrical shape of the intermediate zone 3, the gas velocity is constant, so that, above the fluidization grid 16, the fluidized bed 5 is established in the intermediate zone 3. Due to the conical shape of the disengagement zone 4, the gas entering the disengagement zone 4 expands so that the gas disengages from the product of polyolefin from the polymerization reaction, so that the fluidized bed 5 is confined to the intermediate zone 3 and the bottom of the disengagement zone 4. The polymerization catalyst, together with the optional polyolefin powder polymerized in the previous stages of polymerization , is introduced into the fluidized bed reactor 1 through the feed port 14 directly into the fluidized bed 5. The polyolefin product from the polymerization process is removed from the fluidized bed reactor through the outlet 15.
[0075] O gás fluidizado é retirado da zona de desengate 4 como a segunda corrente de gás de fluidização 7 e introduzido em um compressor 8. A segunda corrente comprimida 9 é retirada do compressor 8 e introduzida em um resfriador 10. A segunda corrente resfriada 11 é retirada do resfriador 10 e dividida em uma terceira corrente resfriada 12 e a primeira corrente 6. A terceira corrente resfriada 12 é introduzida no leito fluidizado 5 do reator de leito fluidizado 1 através de uma ou mais portas de alimentação 13, de modo que o gás fluidizado da terceira corrente resfriada 12 seja direcionado para o leito fluidizado 5.[0075] The fluidized gas is withdrawn from the disengagement zone 4 as the second fluidization gas stream 7 and introduced into a compressor 8. The second compressed stream 9 is withdrawn from the compressor 8 and introduced into a cooler 10. The second cooled stream 11 is withdrawn from the cooler 10 and divided into a third cooled stream 12 and the first cooled stream 6. The third cooled stream 12 is introduced into the fluidized bed 5 of the fluidized bed reactor 1 through one or more feed ports 13 so that the fluidized gas from the third cooled stream 12 is directed to the fluidized bed 5.
[0076] A Figura 2 mostra a definição do ângulo de introdução da terceira corrente resfriada. Sinais de referência a uma projeção da direção da terceira corrente resfriada b linha perpendicular c plano de projeção d plano tangente e localização da porta de alimentação f linha de interseção g superfície geralmente cilíndrica da zona intermediária α ângulo de introdução Y ângulo entre os planos (c) e (d)[0076] Figure 2 shows the definition of the angle of introduction of the third cooled current. Reference signs a projection of the direction of the third cooled stream b perpendicular line c projection plane d tangent plane e location of the supply port f intersection line g generally cylindrical surface of the intermediate zone α angle of introduction Y angle between the planes (c ) and (d)
[0077] A Figura 2 demonstra a definição do ângulo de introdução α da terceira corrente resfriada. O dito ângulo de introdução α é o ângulo entre uma projeção e uma linha perpendicular b, enquanto a projeção a é a projeção da direção da terceira corrente resfriada após a introdução no reator em um plano de projeção c, que atravessa o plano tangente d de forma geralmente cilíndrica g da zona intermediária na localização das uma ou mais portas de alimentação e e ao longo de uma linha de interseção f entre o plano tangente d e a superfície geralmente cilíndrica g da zona intermediária, enquanto o plano de projeção c está localizado perpendicularmente ao plano tangente d (Y = 90°) e que a linha perpendicular b atravessa a superfície geralmente cilíndrica g da zona intermediária na localização da porta de alimentação e é paralela ao plano de projeção c e é perpendicular ao plano tangente d.[0077] Figure 2 demonstrates the definition of the introduction angle α of the third cooled current. Said introduction angle α is the angle between a projection and a perpendicular line b, while projection a is the projection of the direction of the third cooled stream after introduction into the reactor on a projection plane c, which crosses the tangent plane d of generally cylindrical shape g of the intermediate zone at the location of the one or more supply ports e and along a line of intersection f between the tangent plane d and the generally cylindrical surface g of the intermediate zone, while the projection plane c is located perpendicular to the tangent plane d (Y = 90°) and that the perpendicular line b passes through the generally cylindrical surface g of the intermediate zone at the location of the feed port and is parallel to the projection plane c and is perpendicular to the tangent plane d.
[0078] Um reator de fase gasosa equipado com uma grade de flui- dização e uma zona de desengate foi empregado para avaliar o efeito da divisão do gás de recirculação onde os sólidos transitam. O reator tinha um diâmetro igual a 0,3 m e altura igual a 1,5 m. As seguintes etapas do procedimento experimental foram seguidas para todos os experimentos com gases: i) Início da injeção do gás de fluidização (FG) no fundo do reator de leito fluidizado para formar o fundo do leito fluidizado (FB) ii) Alimentar o pó de poliolefina com uma alimentação de 7,65 kg/min através da porta de alimentação do catalisador para formar o leito fluidizado (CE) iii) Aumentar a densidade aparente (BD) do leito fluidizado na zona intermediária do reator de leito fluidizado (densidade aparente = massa de pó de polímero dividida pelo volume do reator, excluindo a zona de desengate) para cerca de 300 kg/m3 iv) Início da injeção do gás de fluidização (por exemplo, gás pressurizado (JG)) através de uma porta de alimentação situada na zona intermediária do reator de leito fluidizado em um ângulo de introdução de 20° diretamente no leito fluidizado (FB) v) Interromper a alimentação do pó de polímero vi) Manter a alimentação do gás de fluidização (FG) constante enquanto a densidade aparente (BD) diminui com o tempo devido ao arraste do pó de polímero[0078] A gas phase reactor equipped with a fluidization grid and a disengagement zone was used to evaluate the effect of dividing the recirculation gas where the solids transit. The reactor had a diameter of 0.3 m and a height of 1.5 m. The following steps of the experimental procedure were followed for all gas experiments: i) Start of injection of fluidization gas (FG) into the bottom of the fluidized bed reactor to form the bottom of the fluidized bed (FB) ii) Feeding the fluidized bed powder polyolefin with a feed of 7.65 kg/min through the catalyst feed port to form the fluidized bed (CE) iii) Increase the bulk density (BD) of the fluidized bed in the intermediate zone of the fluidized bed reactor (bulk density = mass of polymer powder divided by the reactor volume, excluding the disengagement zone) to about 300 kg/m3 iv) Start of injection of fluidization gas (e.g. pressurized gas (JG)) through a supply port situated in the intermediate zone of the fluidized bed reactor at an introduction angle of 20° directly into the fluidized bed (FB) v) Stop feeding the polymer powder vi) Keep the fluidizing gas (FG) supply constant while the apparent density ( BD) decreases over time due to the carryover of polymer powder
[0079] Neste exemplo, um experimento de fluidização seguindo o procedimento descrito acima foi realizado sem o uso de gás pressurizado (JG), de modo que todo o gás de fluidização foi injetado a partir do fundo do reator de leito fluidizado. As condições e os resultados do experimento de fluidização de referência (ou seja, divisão do gás de fluidização, velocidade superficial do gás de fluidização (FG) logo acima da grade de fluidização (SGVFG), velocidade combinada do gás superficial do gás de fluidização (FG) e do gás pressurizado (JG) na zona intermediária (SGVtotal), fluxo FG e BD) são ilustrados na Tabela 1. Tabela 1: Condições experimentais de fluidização sem gás pressurizado (JG). [0079] In this example, a fluidization experiment following the procedure described above was carried out without the use of pressurized gas (JG), so that all fluidization gas was injected from the bottom of the fluidized bed reactor. The conditions and results of the reference fluidization experiment (i.e., fluidization gas splitting, fluidization gas surface velocity (FG) just above the fluidization grid (SGVFG), combined fluidization gas surface gas velocity ( FG) and pressurized gas (JG) in the intermediate zone (SGVtotal), flow FG and BD) are illustrated in Table 1. Table 1: Experimental fluidization conditions without pressurized gas (JG).
[0080] Verificou-se que em um fluxo constante FG a densidade aparente diminui de cerca de 300 kg/m3 para cerca de 110 kg/m3 ao longo de um tempo de cerca de 40 min devido ao arraste do pó de polímero.[0080] It was found that at a constant flow FG the apparent density decreases from about 300 kg/m3 to about 110 kg/m3 over a time of about 40 min due to the drag of the polymer powder.
[0081] O Exemplo 1 foi repetido dividindo o fluxo de gás de fluidi- zação em um fluxo de gás pressurizado (JG) e um fluxo de gás de flui- dização (FG) com uma divisão de 45:55 (v/v). As condições e os resultados do experimento de fluidização de referência (ou seja, divisão do gás de fluidização, velocidade superficial do gás de fluidização (FG) logo acima da grade de fluidização (SGVFG), velocidade combinada do gás superficial do gás de fluidização (FG) e do gás pressurizado (JG) na zona intermediária (SGVtotal), fluxo FG e BD) são ilustrados na Tabela 2. Tabela 2: Condições experimentais de fluidização com uma divisão JG:FG de 45:55 (v/v). [0081] Example 1 was repeated by dividing the fluidization gas flow into a pressurized gas flow (JG) and a fluidization gas flow (FG) with a 45:55 (v/v) split. . The conditions and results of the reference fluidization experiment (i.e., fluidization gas splitting, fluidization gas surface velocity (FG) just above the fluidization grid (SGVFG), combined fluidization gas surface gas velocity ( FG) and the pressurized gas (JG) in the intermediate zone (SGVtotal), flow FG and BD) are illustrated in Table 2. Table 2: Experimental fluidization conditions with a JG:FG split of 45:55 (v/v).
[0082] Verificou-se que, com um fluxo constante FG, o fluxo adicional JG minimiza o arraste do pó de polímero, que pode ser visto na densidade aparente que apenas diminui de cerca de 300 kg/m3 para cerca de 200 kg/m3 durante um período de cerca de 44 min.[0082] It has been found that with a constant flow FG, the additional flow JG minimizes carryover of the polymer powder, which can be seen in the apparent density which only decreases from about 300 kg/m3 to about 200 kg/m3 over a period of approximately 44 min.
[0083] O Exemplo 1 foi repetido dividindo o fluxo de gás de fluidi- zação em um fluxo de gás pressurizado (JG) e um fluxo de gás de flui- dização (FG) com uma divisão de 15:85 (v/v). As condições e os resultados do experimento de fluidização de referência (ou seja, divisão do gás de fluidização, velocidade superficial do gás de fluidização (FG) logo acima da grade de fluidização (SGVFG), velocidade combinada do gás superficial do gás de fluidização (FG) e do gás pressurizado (JG) na zona intermediária (SGVtotal), fluxo FG e BD) são ilustrados na Tabela 3. Tabela 3: Condições experimentais de fluidização com uma divisão JG:FG de 15:85 (v/v). [0083] Example 1 was repeated by dividing the fluidization gas flow into a pressurized gas flow (JG) and a fluidization gas flow (FG) with a 15:85 (v/v) split. . The conditions and results of the reference fluidization experiment (i.e., fluidization gas splitting, fluidization gas surface velocity (FG) just above the fluidization grid (SGVFG), combined fluidization gas surface gas velocity ( FG) and the pressurized gas (JG) in the intermediate zone (SGVtotal), flow FG and BD) are illustrated in Table 3. Table 3: Experimental fluidization conditions with a JG:FG split of 15:85 (v/v).
[0084] Verificou-se que, com um fluxo constante FG, mesmo uma quantidade menor de fluxo JG minimiza o arraste do pó de polímero, que pode ser visto na densidade aparente que apenas diminui de cerca de 320 kg/m3 para cerca de 160 kg/m3 durante um período de aproximadamente 46 min.[0084] It has been found that with a constant FG flow, even a smaller amount of JG flow minimizes carryover of the polymer powder, which can be seen in the bulk density which only decreases from about 320 kg/m3 to about 160 kg/m3 over a period of approximately 46 min.
[0085] O reator de fase gasosa mencionado acima foi ainda empregado com as seguintes etapas do procedimento experimental: i) Iniciar a injeção do gás de fluidização (FG) no fundo do reator de leito fluidizado para formar o fundo do leito fluidizado (CE) ii) Alimentar o pó de poliolefina com uma alimentação de 7,65 kg/min através da porta de alimentação do catalisador para formar o leito fluidizado (CE) iii) Aumentar a densidade aparente (BD) do leito fluidizado na zona intermediária do reator de leito fluidizado (densidade aparente = massa de polímero em pó dividida pelo volume do reator, excluindo a zona de desengate) para cerca de 350 kg/m3 iv) Iniciar a injeção do gás de fluidização (ou seja, gás pressurizado (JG)) através de uma porta de alimentação situada na zona de desengate do reator de leito fluidizado com um ângulo de introdução de 20°. Conforme a zona de desengate não tem uma forma cilíndrica, o ângulo de introdução é definido em que a linha perpendicular (b) não é perpendicular ao plano tangente (d), mas a uma linha que cruza a localização de uma ou mais portas de alimentação (e) e se estende paralelamente à superfície geralmente cilíndrica (g) da zona intermediária. v) Interromper a alimentação do pó de polímero vi) Manter a alimentação do gás de fluidização (FG) cons-tante enquanto a densidade aparente (BD) diminui com o tempo devido ao arraste do pó de polímero[0085] The gas phase reactor mentioned above was also used with the following steps of the experimental procedure: i) Start injecting the fluidization gas (FG) into the bottom of the fluidized bed reactor to form the bottom of the fluidized bed (CE) ii) Feed the polyolefin powder at a feed rate of 7.65 kg/min through the catalyst feed port to form the fluidized bed (CE) iii) Increase the bulk density (BD) of the fluidized bed in the intermediate zone of the processing reactor fluidized bed (bulk density = mass of polymer powder divided by reactor volume, excluding disengagement zone) to about 350 kg/m3 iv) Start injection of fluidization gas (i.e. pressurized gas (JG)) through of a supply port located in the disengagement zone of the fluidized bed reactor with an introduction angle of 20°. As the disengagement zone does not have a cylindrical shape, the angle of introduction is defined in which the perpendicular line (b) is not perpendicular to the tangent plane (d), but to a line intersecting the location of one or more supply ports (e) and extends parallel to the generally cylindrical surface (g) of the intermediate zone. v) Stop feeding the polymer powder vi) Keep the fluidization gas supply (FG) constant while the apparent density (BD) decreases over time due to the drag of the polymer powder
[0086] Neste exemplo, um experimento de fluidização seguindo o procedimento descrito acima foi realizado sem o uso de gás pressurizado (JG), de modo que todo o gás de fluidização foi injetado a partir do fundo do reator de leito fluidizado. As condições e resultados do experimento de fluidização de referência (ou seja, divisão do gás de fluidização, velocidade superficial do gás de fluidização (FG) logo acima da grade de fluidização (SGVFG), a velocidade do gás superficial combinado do gás de fluidização (FG) e do gás pressurizado (JG) na zona intermediária (SGVtotal), fluxo FG e BD) são ilustrados na Tabela 4. Tabela 4: Condições experimentais de fluidização sem gás pressurizado (JG). [0086] In this example, a fluidization experiment following the procedure described above was carried out without the use of pressurized gas (JG), so that all fluidization gas was injected from the bottom of the fluidized bed reactor. The conditions and results of the reference fluidization experiment (i.e., fluidization gas splitting, fluidization gas surface velocity (FG) just above the fluidization grid (SGVFG), the fluidization gas combined surface gas velocity ( FG) and pressurized gas (JG) in the intermediate zone (SGVtotal), flow FG and BD) are illustrated in Table 4. Table 4: Experimental fluidization conditions without pressurized gas (JG).
[0087] Verificou-se que em um fluxo constante FG a densidade aparente diminui de cerca de 350 kg/m3 para cerca de 150 kg/m3 ao longo de um tempo de cerca de 30 min devido ao arraste do pó de polímero.[0087] It was found that at a constant flow FG the apparent density decreases from about 350 kg/m3 to about 150 kg/m3 over a time of about 30 min due to the drag of the polymer powder.
[0088] O Exemplo 4 foi repetido dividindo o fluxo de gás de fluidi- zação em um fluxo de gás pressurizado (JD) e um fluxo de gás de flui- dização (FD) com uma divisão de 16:84 (v/v). As condições e os resultados do experimento de fluidização de referência (ou seja, divisão do gás de fluidização, velocidade superficial do gás de fluidização (FG) logo acima da grade de fluidização (SGVFG), velocidade combinada do gás superficial do gás de fluidização (FG) e do gás pressurizado (JG) na zona intermediária (SGVtotal), fluxo FG e BD) são ilustrados na Tabela 5. Tabela 5: Condições experimentais de fluidização com uma divisão JG:FG de 16:84 (v/v). A porta de injeção da JG está localizada na zona de desengate na direção descendente em direção à parte inferior dessa zona. [0088] Example 4 was repeated by dividing the fluidization gas flow into a pressurized gas flow (JD) and a fluidization gas flow (FD) with a split of 16:84 (v/v) . The conditions and results of the reference fluidization experiment (i.e., fluidization gas splitting, fluidization gas surface velocity (FG) just above the fluidization grid (SGVFG), combined fluidization gas surface gas velocity ( FG) and the pressurized gas (JG) in the intermediate zone (SGVtotal), flow FG and BD) are illustrated in Table 5. Table 5: Experimental fluidization conditions with a JG:FG split of 16:84 (v/v). The JG injection port is located in the disengagement zone in the downward direction toward the bottom of that zone.
[0089] Verificou-se que em um fluxo constante FG a adição do fluxo JG maximiza o arraste do pó de polímero que pode ser visto na densidade aparente que diminui ainda mais de cerca de 350 kg/m3 para cerca de 110 kg/m3 durante um período de cerca de 30 min. Ficou claro que a introdução do fluxo JG na zona de desengate do reator de fase gasosa tem um efeito negativo da transferência de sólidos.[0089] It was found that at a constant FG flow the addition of the JG flow maximizes the carryover of the polymer powder which can be seen in the apparent density which further decreases from about 350 kg/m3 to about 110 kg/m3 during a period of approximately 30 min. It was clear that the introduction of JG flow into the disengagement zone of the gas phase reactor has a negative effect on solids transfer.
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