BR112020014953B1

BR112020014953B1 - PROCESS TO POLYMERIZE OLEFINS IN THE GAS PHASE

Info

Publication number: BR112020014953B1
Application number: BR112020014953-5A
Authority: BR
Inventors: Pietro Baita; Maurizio Dorini; Giulia Mei; Gerhardus Meier; Giuseppe Penzo; Riccardo Rinaldi
Original assignee: Basell Polyolefine Gmbh
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2023-07-25

Abstract

Trata-se de um reator de polimerização de fase gasosa para a polimerização de fase gasosa de olefinas que compreende pelo menos uma zona de polimerização que é equipada com uma linha de reciclagem para retirar gás de reação a partir do reator, conduzindo o gás de reação através de um trocador de calor para resfriar e fornecendo o gás de reação de volta ao reator, em que a linha de reciclagem é equipada com o trocador de calor, um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis e uma válvula borboleta, e processo para preparar um polímero de olefina no reator de polimerização de fase gasosa.It is a gas-phase polymerization reactor for the gas-phase polymerization of olefins comprising at least one polymerization zone that is equipped with a recycle line for removing reaction gas from the reactor, conveying the reaction gas through a heat exchanger to cool and supply the reaction gas back to the reactor, wherein the recycling line is equipped with the heat exchanger, a centrifugal compressor comprising variable guide vanes and a butterfly valve, and process to prepare an olefin polymer in the gas phase polymerization reactor.

Description

Field of invention

[0001] A presente revelação fornece um reator de polimerização de fase gasosa para a polimerização de fase gasosa de olefinas e um processo para preparar um polímero de olefina no reator de polimerização de fase gasosa. A presente revelação fornece especialmente um reator de polimerização de fase gasosa para a polimerização de fase gasosa de olefinas que é equipada com uma linha de reciclagem para extrair gás de reação a partir do reator, conduzindo o gás de reação através de um trocador de calor para resfriar e fornecendo o gás de reação novamente ao reator.[0001] The present disclosure provides a gas phase polymerization reactor for the gas phase polymerization of olefins and a process for preparing an olefin polymer in the gas phase polymerization reactor. The present disclosure especially provides a gas phase polymerization reactor for the gas phase polymerization of olefins which is equipped with a recycle line for extracting reaction gas from the reactor, conveying the reaction gas through a heat exchanger to cooling and supplying the reaction gas back to the reactor.

Background of the invention

[0002] Processos de polimerização de fase gasosa são processos econômicos para a polimerização de olefinas como homopolimeriza- ção de etileno ou propileno ou copolimerização de etileno ou propileno com outras olefinas. Os reatores adequados para executar tais polime- rizações de fase gasosa são, por exemplo, reatores de leito fluidizado, reatores de fase gasosa agitada ou reatores de circulação de múltiplas zonas com duas zonas distintas de polimerização de fase gasosa in- terconectadas. Esses processos são geralmente executados em uma fase gasosa que compreende monômeros e comonômeros e muitas vezes, adicionalmente, também outros componentes gasosos, como diluentes de polimerização, por exemplo nitrogênio ou alcanos, ou hidrogênio como modificador de peso molecular ou produtos de reação de baixo peso molecular. Os produtos obtidos são geralmente partículas sólidas de poliolefina que são formadas por sistemas catalisadores de polimerização que geralmente compreendem sólidos catalisadores particulados.[0002] Gas phase polymerization processes are economical processes for the polymerization of olefins such as homopolymerization of ethylene or propylene or copolymerization of ethylene or propylene with other olefins. Suitable reactors for carrying out such gas phase polymerizations are, for example, fluidized bed reactors, stirred gas phase reactors or multi-zone circulation reactors with two distinct interconnected gas phase polymerization zones. These processes are generally carried out in a gaseous phase comprising monomers and comonomers and often additionally also other gaseous components such as polymerization diluents, for example nitrogen or alkanes, or hydrogen as a molecular weight modifier or low weight reaction products. molecular. The products obtained are generally solid polyolefin particles that are formed by polymerization catalyst systems that generally comprise solid particulate catalysts.

[0003] Os processos de polimerização de fase gasosa de olefina são caracterizados por grandes quantidades de gás serem retiradas da zona de reação, passadas através de um trocador de calor para remover o calor de polimerização e depois retornadas à zona de polimerização. Nos reatores de leito fluidizado, o gás de reação retornado serve ainda para manter as partículas de poliolefina no estado fluidizado. Nos reatores de circulação de múltiplas zonas, a circulação entre as zonas de reator é efetuada pelo gás de reação retornado. Para conduzir todos esses processos, as linhas de reciclagem do gás de reação geralmente são equipadas com um compressor centrífugo.[0003] Olefin gas phase polymerization processes are characterized by large quantities of gas being removed from the reaction zone, passed through a heat exchanger to remove polymerization heat and then returned to the polymerization zone. In fluidized bed reactors, the returned reaction gas also serves to maintain the polyolefin particles in the fluidized state. In multi-zone circulation reactors, circulation between reactor zones is effected by the returned reaction gas. To drive all these processes, reaction gas recycling lines are usually equipped with a centrifugal compressor.

[0004] Os compressores centrífugos normalmente compreendem pás guia, que são instaladas na entrada de gás do compressor e direcionam o fluxo de gás para o impulsor centrífugo. Tais pás guia podem ser pás guia fixas ou as pás guia são variáveis. Se pás guia variáveis estiverem instaladas, é possível modificar o ângulo de entrada de gás do compressor variando-se a posição das pás guia. Como resultado de tal modificação, a taxa de fluxo de gás efetuada por um compressor centrífugo pode ser variada. No entanto, essa modificação não afeta apenas a taxa de fluxo de gás, mas também o diferencial de pressão no compressor.[0004] Centrifugal compressors typically comprise guide vanes, which are installed at the compressor's gas inlet and direct the gas flow to the centrifugal impeller. Such guide vanes may be fixed guide vanes or the guide vanes are variable. If variable guide vanes are installed, it is possible to modify the compressor gas inlet angle by varying the position of the guide vanes. As a result of such modification, the gas flow rate effected by a centrifugal compressor can be varied. However, this modification not only affects the gas flow rate, but also the pressure differential across the compressor.

[0005] O documento número WO 98/54231 A1, por exemplo, revela um processo para a polimerização de uma ou mais alfa olefinas em um reator de leito fluidizado, no qual uma válvula de gás de ciclo ou pás guia de entrada de compressor são usadas para manipular a taxa de fluxo de gás de ciclo para controlar a temperatura do leito fluidizado. No entanto, em ambos os casos, essa variação não apenas influencia a taxa de fluxo de gás, mas também a pressão do gás de reciclagem.[0005] Document number WO 98/54231 A1, for example, discloses a process for the polymerization of one or more alpha olefins in a fluidized bed reactor, in which a cycle gas valve or compressor inlet guide vanes are used to manipulate cycle gas flow rate to control fluidized bed temperature. However, in both cases, this variation not only influences the gas flow rate, but also the recycle gas pressure.

[0006] Para poder adaptar as condições de polimerização a todas as situações possíveis, pode haver, no entanto, um requisito para ajustar a taxa de fluxo de gás de fluidização independentemente da pres- são diferencial.[0006] In order to be able to adapt the polymerization conditions to all possible situations, there may, however, be a requirement to adjust the fluidization gas flow rate independently of the differential pressure.

[0007] Existe, portanto, uma necessidade de fornecer um processo de polimerização que permita de uma maneira simples manipular a taxa de fluxo de gás enquanto se mantinha constante a pressão diferencial através do compressor ou variar a pressão diferencial através do compressor enquanto se mantinha a taxa de fluxo constante.[0007] There is, therefore, a need to provide a polymerization process that allows in a simple manner to manipulate the gas flow rate while maintaining the differential pressure across the compressor constant or to vary the differential pressure across the compressor while maintaining the constant flow rate.

Summary of the invention

[0008] A presente invenção fornece um reator de polimerização de fase gasosa para a polimerização de fase gasosa de olefinas que compreende pelo menos uma zona de polimerização que é equipada com uma linha de reciclagem para extrair gás de reação a partir do reator, conduzindo o gás de reação através de um trocador de calor para resfriar e fornecendo o gás de reação de volta ao reator, em que a linha de reciclagem é equipada com o trocador de calor, um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis, e uma válvula borboleta, e as pás guia variáveis estão dispostas a montante do compressor centrífugo e a válvula borboleta está disposta a jusante do compressor centrífugo.[0008] The present invention provides a gas phase polymerization reactor for the gas phase polymerization of olefins comprising at least one polymerization zone that is equipped with a recycle line for extracting reaction gas from the reactor, conducting the reaction gas through a heat exchanger for cooling and supplying the reaction gas back to the reactor, in which the recycling line is equipped with the heat exchanger, a centrifugal compressor comprising variable guide vanes, and a butterfly valve, and the variable guide vanes are arranged upstream of the centrifugal compressor and the butterfly valve is arranged downstream of the centrifugal compressor.

[0009] Em algumas modalidades, a linha de reciclagem tem uma ou mais linhas laterais e as linhas laterais ramificam a linha de reciclagem em uma posição entre o compressor centrífugo e a válvula borboleta e a uma ou mais linhas laterais são equipadas com válvulas de controle para controlar a taxa de fluxo do gás de reciclagem ramificado nas linhas laterais.[0009] In some embodiments, the recycling line has one or more side lines and the side lines branch off the recycling line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and the one or more side lines are equipped with control valves. to control the flow rate of the branched recycle gas in the lateral lines.

[0010] Em algumas modalidades, a válvula borboleta compreende um disco rotacional que tem uma área menor que o corte transversal da linha de reciclagem na localização da válvula borboleta.[0010] In some embodiments, the butterfly valve comprises a rotational disc that has an area smaller than the cross-section of the recycling line at the location of the butterfly valve.

[0011] Em algumas modalidades, a válvula borboleta está disposta a jusante do trocador de calor.[0011] In some embodiments, the butterfly valve is disposed downstream of the heat exchanger.

[0012] Em algumas modalidades, o compressor centrífugo está disposto a montante do trocador de calor.[0012] In some embodiments, the centrifugal compressor is disposed upstream of the heat exchanger.

[0013] Em algumas modalidades, a linha de reciclagem é ainda equipada com um ciclone a montante do compressor centrífugo e do trocador de calor.[0013] In some embodiments, the recycling line is further equipped with a cyclone upstream of the centrifugal compressor and heat exchanger.

[0014] Em algumas modalidades, o reator é um reator de leito flui- dizado.[0014] In some embodiments, the reactor is a fluidized bed reactor.

[0015] Em algumas modalidades, o reator é um reator de circulação de múltiplas zonas no qual uma zona de polimerização é um tubo ascendente, em que partículas de poliolefina em crescimento fluem para cima sob condições de transporte ou fluidização rápida, e outra zona de polimerização é um tubo de descida, em que as partículas de poliolefina em crescimento fluem para baixo em uma forma densifica- da, em que o tubo ascendente e o tubo de descida são interconecta- dos e partículas de poliolefina deixando o tubo ascendente entram no tubo de descida e partículas de poliolefina deixando o tubo de descida entram no tubo ascendente, estabelecendo assim uma circulação de partículas de poliolefina através do tubo ascendente e do tubo de descida.[0015] In some embodiments, the reactor is a multi-zone circulation reactor in which one polymerization zone is a riser, in which growing polyolefin particles flow upward under conditions of transport or rapid fluidization, and another zone of polymerization is a downpipe, in which growing polyolefin particles flow downward in a densified form, in which the riser and downpipe are interconnected, and polyolefin particles leaving the riser enter the pipe downpipe and polyolefin particles leaving the downpipe enter the riser, thus establishing a circulation of polyolefin particles through the riser and the downpipe.

[0016] Em algumas modalidades, o reator faz parte de uma cascata de reator.[0016] In some embodiments, the reactor is part of a reactor cascade.

[0017] Em algumas modalidades, a cascata de reator compreende um primeiro reator de fase gasosa e um segundo reator subsequente de fase gasosa e uma linha lateral, que ramifica a linha de reciclagem do segundo reator de fase gasosa, é a linha de transferência para transferir partículas de poliolefina do primeiro reator de fase gasosa para o segundo reator de fase gasosa.[0017] In some embodiments, the reactor cascade comprises a first gas phase reactor and a subsequent second gas phase reactor and a side line, which branches off the recycling line from the second gas phase reactor, is the transfer line to transferring polyolefin particles from the first gas phase reactor to the second gas phase reactor.

[0018] Em algumas modalidades, a presente invenção fornece um processo para preparar um polímero de olefina que compreende a homopolimerização de uma olefina ou a copolimerização de uma olefi- na e uma ou mais outras olefinas a temperaturas de 20 a 200 °C e pressões de 0,5 a 10 MPa na presença de um catalizador de polimerização, em que a polimerização é executada no reator de polimerização de fase gasosa, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10.[0018] In some embodiments, the present invention provides a process for preparing an olefin polymer that comprises the homopolymerization of an olefin or the copolymerization of an olefin and one or more other olefins at temperatures of 20 to 200 ° C and pressures from 0.5 to 10 MPa in the presence of a polymerization catalyst, wherein the polymerization is carried out in the gas phase polymerization reactor according to any one of claims 1 to 10.

[0019] Em algumas modalidades, a polimerização é executada a um diferencial de pressão pré-determinado sobre o compressor centrífugo e variações da taxa de fluxo de gás de reciclagem são executadas variando-se tanto a posição das pás guia quanto a posição da válvula borboleta.[0019] In some embodiments, polymerization is performed at a predetermined pressure differential over the centrifugal compressor and variations in the recycling gas flow rate are performed by varying both the position of the guide vanes and the position of the butterfly valve. .

[0020] Em algumas modalidades, a linha de reciclagem tem uma ou mais linhas laterais e as linhas laterais ramificam a linha de reciclagem em uma posição entre o compressor centrífugo e a válvula borboleta e a uma ou mais linhas laterais são equipadas com válvulas de controle para controlar a taxa de fluxo do gás de reciclagem ramificado nas linhas laterais e a pressão na uma ou mais linhas laterais a montante das válvulas de controle é de 0,01 MPa a 0,2 MPa maior que a pressão na linha de reciclagem a jusante da válvula borboleta.[0020] In some embodiments, the recycling line has one or more side lines and the side lines branch off the recycling line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and the one or more side lines are equipped with control valves. to control the flow rate of branched recycle gas in the side lines and the pressure in the one or more side lines upstream of the control valves is 0.01 MPa to 0.2 MPa greater than the pressure in the downstream recycle line of the butterfly valve.

[0021] Em algumas modalidades, a polimerização é uma homopo- limerização de etileno ou uma copolimerização de etileno e uma ou mais outras olefinas selecionadas a partir do grupo que consiste em 1- buteno, 1-hexeno e 1-octeno ou a polimerização é uma homopolimeri- zação de propileno ou uma copolimerização de propileno e uma ou mais outras olefinas selecionadas a partir do grupo que consiste em etileno, 1-buteno e 1-hexeno.[0021] In some embodiments, the polymerization is a homopolymerization of ethylene or a copolymerization of ethylene and one or more other olefins selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene and 1-octene or the polymerization is a homopolymerization of propylene or a copolymerization of propylene and one or more other olefins selected from the group consisting of ethylene, 1-butene and 1-hexene.

[0022] Em algumas modalidades, a poliolefina é um polietileno de densidade alta que tem uma densidade determinada de acordo com ISO 1183 a 23 °C de 0,945 a 965 g/cm3.[0022] In some embodiments, the polyolefin is a high density polyethylene that has a density determined in accordance with ISO 1183 at 23 °C of 0.945 to 965 g/cm3.

Brief description of the figures

[0023] A Figura 1 mostra esquematicamente um reator de leito fluidizado para executar o processo da presente invenção.[0023] Figure 1 schematically shows a fluidized bed reactor for carrying out the process of the present invention.

[0024] A Figura 2 mostra esquematicamente um reator de circulação de múltiplas zonas para executar o processo da presente invenção.[0024] Figure 2 schematically shows a multi-zone circulation reactor for carrying out the process of the present invention.

[0025] A Figura 3 mostra esquematicamente uma cascata de dois reatores de fase gasosa conectados em série para executar o processo da presente invenção.[0025] Figure 3 schematically shows a cascade of two gas phase reactors connected in series to execute the process of the present invention.

Detailed description of the invention

[0026] A presente revelação fornece um reator de polimerização em fase gasosa para a polimerização em fase gasosa de olefinas que compreende pelo menos uma zona de polimerização que está equipada com uma linha de reciclagem para retirar gás de reação do reator, conduzindo o gás de reação através de um trocador de calor para resfriar e fornecendo o gás de reação de volta ao reator, em que a linha de reciclagem está equipada com um compressor centrífugo e um trocador de calor. Tais reatores podem ser reatores de leito fluidizado, reatores de fase gasosa agitada ou reatores de circulação de múltiplas zonas com duas zonas distintas de polimerização em fase gasosa in- terconectadas. Os reatores desses tipos são geralmente conhecidos pelos especialistas na técnica. Os reatores de fase gasosa agitados podem, por exemplo, ser agitados horizontal ou verticalmente. Os reatores de polimerização em fase gasosa preferidos de acordo com a presente invenção são reatores de leito fluidizado e reatores de circulação de múltiplas zonas.[0026] The present disclosure provides a gas-phase polymerization reactor for the gas-phase polymerization of olefins that comprises at least one polymerization zone that is equipped with a recycling line for removing reaction gas from the reactor, conveying the reaction gas reaction through a heat exchanger for cooling and supplying the reaction gas back to the reactor, in which the recycling line is equipped with a centrifugal compressor and a heat exchanger. Such reactors may be fluidized bed reactors, stirred gas phase reactors or multiple zone circulation reactors with two distinct interconnected gas phase polymerization zones. Reactors of these types are generally known to those skilled in the art. Stirred gas phase reactors can, for example, be stirred horizontally or vertically. Preferred gas phase polymerization reactors according to the present invention are fluidized bed reactors and multizone circulation reactors.

[0027] Os reatores de leito fluidizado são reatores nos quais a polimerização ocorre em um leito de partículas de poliolefina que é mantido em um estado fluidizado fornecendo-se uma mistura de gás de reação na extremidade inferior de um reator, normalmente abaixo de uma grade de distribuição de gás que tem a função de dispensar o fluxo de gás, e tirando o gás novamente na parte superior do reator de leito fluidizado. A mistura de gás de reação é, então, retornada para a extremidade mais baixa do reator através de uma linha de reciclagem equipada com um compressor centrífugo e um trocador de calor para remover o calor de polimerização. A taxa de fluxo da mistura de gás de reação deve ser suficientemente alta, primeiro para fluidizar o leito de polímero finamente dividido presente na zona de polimerização e, em segundo lugar, para remover efetivamente o calor da polimerização.[0027] Fluidized bed reactors are reactors in which polymerization occurs in a bed of polyolefin particles that is maintained in a fluidized state by supplying a reaction gas mixture to the lower end of a reactor, typically below a grid. gas distribution system that has the function of dispensing the gas flow, and removing the gas again in the upper part of the fluidized bed reactor. The reaction gas mixture is then returned to the lower end of the reactor through a recycle line equipped with a centrifugal compressor and heat exchanger to remove the heat of polymerization. The flow rate of the reaction gas mixture must be sufficiently high, firstly to fluidize the finely divided polymer bed present in the polymerization zone, and secondly, to effectively remove the heat of polymerization.

[0028] Os reatores de circulação de múltiplas zonas são, por exemplo, descritos no documento no WO 97/04015 A1 e no documento n2 WO 00/02929 A1 e têm duas zonas de polimerização interconecta- das, um tubo ascendente, em que as partículas de poliolefina crescentes fluem para cima sob condições de transporte ou fluidização rápida, e um tubo de descida, no qual as partículas de poliolefina crescentes fluem para baixo em uma forma densificada sob a ação da gravidade. As partículas de poliolefina que deixam o tubo de ascensão entram no tubo de descida e as partículas de poliolefina que deixam o tubo de descida são reintroduzidos no tubo de ascensão, estabelecendo, desse modo, uma circulação de polímero entre as duas zonas de polime- rização e o polímero é passado alternativamente várias vezes através dessas duas zonas. Em tais reatores de polimerização, um separador de sólido/gás é disposto acima do tubo de descida para separar a poliolefina e mistura gasosa de reação que advém do tubo ascendente. As partículas de poliolefina crescentes entram no tubo de descida e a mistura de gás de reação separada do tubo ascendente é reciclada continuamente através de uma linha de reciclagem de gás para um ou mais pontos de reintrodução no reator de polimerização. Preferencialmente, a maior parte do gás de reciclagem é reciclada para o fundo do tubo ascendente. A linha de reciclagem é equipada com um compressor centrífugo e um trocador de calor para remover o calor de polimeriza- ção. De preferência, uma linha para fornecer o catalisador ou uma linha para fornecer partículas de poliolefina provenientes de um reator a montante está disposta no tubo ascendente e um sistema de descarga de polímero está localizado na porção de fundo do tubo de descida. A introdução de monômeros de composição, comonômeros, hidrogênio e/ou componentes inertes pode ocorrer em diversos pontos ao longo do tubo ascendente e do tubo de descida.[0028] Multi-zone circulation reactors are, for example, described in document no. WO 97/04015 A1 and document no. WO 00/02929 A1 and have two interconnected polymerization zones, a rising tube, in which the growing polyolefin particles flow upward under conditions of rapid transport or fluidization, and a downpipe, in which the growing polyolefin particles flow downward in a densified form under the action of gravity. The polyolefin particles leaving the riser tube enter the riser tube and the polyolefin particles leaving the riser tube are reintroduced into the riser tube, thereby establishing a circulation of polymer between the two polymerization zones. and the polymer is passed alternatively several times through these two zones. In such polymerization reactors, a solid/gas separator is arranged above the riser to separate the polyolefin and reaction gas mixture arising from the riser. The growing polyolefin particles enter the riser and the reaction gas mixture separated from the riser is continuously recycled through a gas recycling line to one or more reintroduction points in the polymerization reactor. Preferably, most of the recycling gas is recycled to the bottom of the riser. The recycling line is equipped with a centrifugal compressor and a heat exchanger to remove polymerization heat. Preferably, a line for supplying the catalyst or a line for supplying polyolefin particles from an upstream reactor is disposed in the riser and a polymer discharge system is located in the bottom portion of the riser. The introduction of composition monomers, comonomers, hydrogen and/or inert components can occur at several points along the riser and downpipe.

[0029] As olefinas que podem ser polimerizadas nos reatores de polimerização em fase gasosa da invenção apresentada são especialmente 1-olefinas, isto é, hidrocarbonetos com ligações duplas terminais, sem estarem restritas às mesmas. É dada preferência aos compostos olefínicos não polares. As 1-olefinas particularmente preferenciais são C2-Ci2-1-alcenos lineares ou ramificados, em particular, C2- Cio-1-alcenos lineares como etileno, propileno, 1-buteno, 1-pentano, 1- hexeno, 1-heptano, 1-octeno, 1-deceno ou C2-Cw-1-alcenos ramificados como 4-metil-1-penteno, dienos conjugados e não conjugados, como 1,3-butadieno, 1,4-hexadieno ou 1,7-octadieno. Também é possível polimerizar misturas de várias 1-olefinas. As olefinas adequadas também incluem aquelas nas quais a ligação dupla é parte de uma estrutura cíclica que pode ter um ou mais sistemas de anel. Os exemplos são ciclopenteno, norborneno, tetraciclododeceno ou metilnorborneno ou dienos como 5-etilideno-2-norborneno, norbornadieno ou etilnor- bornadieno. Também é possível polimerizar as misturas de duas ou mais olefinas.[0029] The olefins that can be polymerized in the gas phase polymerization reactors of the presented invention are especially 1-olefins, that is, hydrocarbons with terminal double bonds, without being restricted to them. Preference is given to non-polar olefinic compounds. Particularly preferred 1-olefins are linear or branched C2-C12-1-alkenes, in particular, linear C2-C12-1-alkenes such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentane, 1-hexene, 1-heptane, Branched 1-octene, 1-decene or C2-Cw-1-alkenes such as 4-methyl-1-pentene, conjugated and unconjugated dienes such as 1,3-butadiene, 1,4-hexadiene or 1,7-octadiene. It is also possible to polymerize mixtures of several 1-olefins. Suitable olefins also include those in which the double bond is part of a cyclic structure that may have one or more ring systems. Examples are cyclopentene, norbornene, tetracyclododecene or methylnorbornene or dienes such as 5-ethylidene-2-norbornene, norbornadiene or ethylnorbornene. It is also possible to polymerize mixtures of two or more olefins.

[0030] Os reatores de polimerização em fase gasosa são particularmente adequados para a homopolimerização ou copolimerização de etileno ou propileno e são especialmente preferidos para a homopoli- merização ou copolimerização de etileno. Comonômeros preferidos em polimerização de propileno têm até 40% em peso de etileno, 1-buteno e/ou 1-hexeno, de preferência, de 0,5% em peso a 35% em peso de etileno, 1-buteno e/ou 1-hexeno. Como comonômeros em polimeriza- ção de etileno, a preferência é dada ao uso de até 20% em peso, mais preferencialmente de 0,01% em peso a 15% em peso e especialmente de 0,05% em peso a 12% em peso de Cs-Cs-1-alquenos, em particular 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno e/ou 1-octeno. A preferência particular é dada a polimerizações nas quais etileno é copolimerizado com 0,1% em peso a 12% em peso de 1-hexeno e/ou 1-buteno.[0030] Gas phase polymerization reactors are particularly suitable for the homopolymerization or copolymerization of ethylene or propylene and are especially preferred for the homopolymerization or copolymerization of ethylene. Preferred comonomers in propylene polymerization have up to 40% by weight ethylene, 1-butene and/or 1-hexene, preferably from 0.5% by weight to 35% by weight ethylene, 1-butene and/or 1 -hexene. As comonomers in ethylene polymerization, preference is given to using up to 20% by weight, more preferably from 0.01% by weight to 15% by weight and especially from 0.05% by weight to 12% by weight. of Cs-Cs-1-alkenes, in particular 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and/or 1-octene. Particular preference is given to polymerizations in which ethylene is copolymerized with 0.1% by weight to 12% by weight of 1-hexene and/or 1-butene.

[0031] Os reatores de fase gasosa da presente invenção são caracterizados por a linha de reciclagem estar equipada com um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis e uma válvula borboleta. As pás guia variáveisestão dispostas a montante do compressor centrífugo e a válvula borboleta está posicionada a jusante do compressor centrífugo. As pás guia variáveis do compressor permitem modificar o ângulo de entrada de gás do compressor e influenciar a taxa de fluxo de gás e a pressão diferencial. Ao aumentar a abertura das pás guia, tanto a taxa de fluxo de gás quanto a pressão diferencial aumentam. Vice-versa, diminuir a abertura de pás guia diminui a taxa de fluxo de gás e a pressão diferencial. O outro equipamento para influenciar a taxa de fluxo de gás e a pressão diferencial dentro da linha de reciclagem é uma válvula borboleta. As válvulas borboleta são dispositivos de controle de fluxo que compreendem um disco rotacional instalado dentro de uma passagem. Em relação aos reatores de fase gasosa da presente invenção, isso significa que o disco rotacional é instalado dentro de uma tubulação da linha de reciclagem. Ao aumentar a abertura da válvula borboleta, a taxa de fluxo de gás aumenta e a pressão diferencial no compressor diminui. Vice-versa, diminuir a abertura da válvula borboleta diminui a taxa de fluxo de gás e aumenta a pressão diferencial no compressor. Portanto, ao fazer esses ajustes simultaneamente, é possível, por exemplo, obter uma taxa de fluxo de gás de fluidização aumentada, mantendo a mesma pressão diferencial no compressor.[0031] The gas phase reactors of the present invention are characterized in that the recycling line is equipped with a centrifugal compressor comprising variable guide vanes and a butterfly valve. The variable guide vanes are arranged upstream of the centrifugal compressor and the butterfly valve is positioned downstream of the centrifugal compressor. The compressor's variable guide vanes allow you to modify the compressor's gas inlet angle and influence the gas flow rate and differential pressure. By increasing the opening of the guide vanes, both the gas flow rate and differential pressure increase. Vice versa, decreasing the guide vane opening decreases the gas flow rate and differential pressure. The other equipment to influence the gas flow rate and differential pressure within the recycling line is a butterfly valve. Butterfly valves are flow control devices that comprise a rotating disc installed within a passage. In relation to the gas phase reactors of the present invention, this means that the rotating disk is installed within a recycling line piping. By increasing the opening of the butterfly valve, the gas flow rate increases and the differential pressure across the compressor decreases. Vice versa, decreasing the butterfly valve opening decreases the gas flow rate and increases the differential pressure across the compressor. Therefore, by making these adjustments simultaneously, it is possible, for example, to obtain an increased fluidization gas flow rate while maintaining the same differential pressure across the compressor.

[0032] A utilização de uma válvula borboleta como instrumento pa ra controlar a taxa de fluxo do gás de reciclagem tem a vantagem, em comparação com outros tipos de válvulas de controle, que é possível estabelecer uma queda de pressão variável na linha de reciclagem enquanto o dispositivo apresenta um baixo risco de contaminação. Preferencialmente, a válvula borboleta é construída de uma maneira que bordas e cantos afiados são evitados dentro da válvula borboleta, porque isso minimiza o risco de que pequenas partículas ainda ativas cataliticamente arrastadas com o gás de reciclagem adiram às partes da válvula borboleta.[0032] The use of a butterfly valve as an instrument to control the flow rate of the recycling gas has the advantage, compared to other types of control valves, that it is possible to establish a variable pressure drop in the recycling line while the device presents a low risk of contamination. Preferably, the butterfly valve is constructed in a way that sharp edges and corners are avoided within the butterfly valve, because this minimizes the risk that small, still catalytically active particles entrained with the recycling gas will adhere to parts of the butterfly valve.

[0033] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a válvula borboleta compreende um disco rotacional que tem uma área menor que o corte transversal da linha de reciclagem na localização da válvula borboleta. Isso significa que, quando a válvula borboleta está na posição totalmente fechada, isto é, o disco de rotação está posicionado perpendicularmente ao fluxo de gás, o fluxo de gás não é totalmente bloqueado. Preferencialmente, a área do disco rotacional é de 90% a 99% do corte transversal da linha de reciclagem no local da válvula borboleta, mais preferencialmente a área do disco rotacional é de 94% a 98% do corte transversal da linha de reciclagem no local da válvula borboleta. Em uma modalidade preferida da válvula borboleta, o disco rotacional é circular e a área não bloqueada da linha de reciclagem no local da válvula borboleta na posição fechada forma uma folga anular ao redor do disco rotacional. Em uma modalidade preferida da válvula de borboleta, o disco rotacional é fixado centralmente e gira em torno de um eixo geométrico que atravessa o centro do disco rotacional. Preferencialmente, a válvula borboleta está disposta em um local da linha de reciclagem, em que a linha de reciclagem não tem restrição.[0033] In a preferred embodiment of the present invention, the butterfly valve comprises a rotational disc that has an area smaller than the cross-section of the recycling line at the location of the butterfly valve. This means that when the butterfly valve is in the fully closed position, i.e. the rotation disc is positioned perpendicular to the gas flow, the gas flow is not completely blocked. Preferably, the area of the rotational disc is 90% to 99% of the cross-section of the recycling line at the butterfly valve location, more preferably the area of the rotational disc is 94% to 98% of the cross-section of the recycling line at the location. of the butterfly valve. In a preferred embodiment of the butterfly valve, the rotational disc is circular and the unblocked area of the recycling line at the location of the butterfly valve in the closed position forms an annular gap around the rotational disc. In a preferred embodiment of the butterfly valve, the rotational disc is centrally fixed and rotates about a geometric axis passing through the center of the rotational disc. Preferably, the butterfly valve is arranged at a location in the recycling line where the recycling line is unrestricted.

[0034] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a linha de reciclagem tem uma ou mais linhas laterais e as linhas laterais ramificam a linha de reciclagem em uma posição entre o compressor centrífugo e a válvula borboleta e a uma ou mais linhas laterais são equipadas com válvulas de controle para controlar a taxa de fluxo do gás de reciclagem ramificado nas linhas laterais. O projeto dos reatores de polimerização em fase gasosa da presente invenção permite operar as linhas laterais com uma pressão diferencial predeterminada através da válvula de controle independentemente da taxa de fluxo do gás de reciclagem. Isso garante que as válvulas de controle possam ser operadas em uma faixa de controle ideal predeterminada. Preferencialmente, essa faixa de controle ideal inclui uma ampla abertura da válvula para minimizar o risco de incrustações devido a pequenas partículas arrastadas.[0034] In a preferred embodiment of the present invention, the recycling line has one or more side lines and the side lines branch the recycling line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and the one or more side lines are equipped with control valves to control the flow rate of recycle gas branched into the side lines. The design of the gas phase polymerization reactors of the present invention allows operating the side lines with a predetermined differential pressure across the control valve regardless of the flow rate of the recycle gas. This ensures that the control valves can be operated within a predetermined optimal control range. Preferably, this ideal control range includes a wide valve opening to minimize the risk of fouling due to entrained small particles.

[0035] Ao controlar o fluxo do gás de reciclagem na linha de reciclagem apenas com pás guia variáveis e não com uma combinação de pás guia variáveis e uma válvula de controle adicional, como uma válvula borboleta a jusante da posição de ramificação das linhas laterais, uma situação de reator que precise de uma taxa de fluxo reduzida do gás de reciclagem na linha de reciclagem, como, por exemplo, uma partida da polimerização de fase gasosa, resultaria em uma pressão diferencial reduzida no compressor, induzindo também uma pressão diferencial reduzida nas válvulas de controle. Para manter um fluxo de gás pretendido pelas linhas laterais, as válvulas de controle precisariam abrir mais; implicando um risco de que as válvulas de controle possam sair da faixa de controle ideal ou, se o projeto das válvulas de controle for diferente, a operação da válvula de controle não estará em uma faixa de controle ideal quando a taxa de fluxo do gás de reciclagem não for reduzida. Além disso, em uma instalação na qual o gás de reciclagem ramificado nas linhas laterais é usado como gás de transporte ou gás de arraste, uma pressão diferencial reduzida através do compressor pode significar que o diferencial de pressão necessário para que o gás de reciclagem ramificado nas linhas laterais possa atuar como gás de transporte ou gás de arraste não é alcançado, ou pelo menos não totalmente atingido.[0035] By controlling the flow of recycle gas in the recycle line with variable guide vanes only and not with a combination of variable guide vanes and an additional control valve, such as a butterfly valve downstream of the lateral lines branch position, a reactor situation that requires a reduced flow rate of recycle gas in the recycle line, such as a start of gas phase polymerization, would result in a reduced differential pressure in the compressor, also inducing a reduced differential pressure in the control valves. To maintain an intended gas flow through the side lines, the control valves would need to open more; implying a risk that the control valves may fall outside the ideal control range or, if the design of the control valves is different, control valve operation will not be in an ideal control range when the flow rate of the recycling is not reduced. Additionally, in an installation in which recycle gas branched in the side lines is used as a carrier gas or carrier gas, a reduced pressure differential across the compressor may mean that the pressure differential required for the recycle gas branched in the side lines is reduced. lateral lines can act as transport gas or carrier gas is not reached, or at least not fully reached.

[0036] Outra vantagem dos reatores de polimerização em fase gasosa da presente invenção é que uma incrustação parcial de equipamento no ciclo do gás, como incrustação parcial do trocador de calor ou incrustação parcial de uma grade de distribuição de gás, pode ser facilmente compensada por uma abertura mais ampla apropriada da válvula borboleta sem ter alterações nas pressões diferenciais nas válvulas de controle nas linhas laterais. Sem uma válvula de controle como uma válvula borboleta a jusante da posição de ramificação das linhas laterais, seria necessária uma abertura das pás guia do compressor, resultando em uma pressão mais alta a jusante do compressor e implicando o risco de que as válvulas de controle possam deixar a faixa de controle ideal.[0036] Another advantage of the gas phase polymerization reactors of the present invention is that partial fouling of equipment in the gas cycle, such as partial fouling of the heat exchanger or partial fouling of a gas distribution grid, can be easily compensated by an appropriate wider opening of the butterfly valve without having changes in the differential pressures on the control valves in the side lines. Without a control valve such as a butterfly valve downstream of the lateral line branch position, opening of the compressor guide vanes would be required, resulting in higher pressure downstream of the compressor and carrying the risk that the control valves could leave the ideal control range.

[0037] O trocador de calor pode ser organizado em várias posições da linha de reciclagem. É possível ter o trocador de calor instalado a montante das pás guia variáveis e o compressor centrífugo, o trocador de calor pode estar disposto entre o compressor centrífugo e a válvula borboleta, e é possível ter o trocador de calor instalado a jusante da válvula borboleta. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a válvula borboleta está disposta a jusante do trocador de calor.[0037] The heat exchanger can be arranged in various positions of the recycling line. It is possible to have the heat exchanger installed upstream of the variable guide vanes and the centrifugal compressor, the heat exchanger can be arranged between the centrifugal compressor and the butterfly valve, and it is possible to have the heat exchanger installed downstream of the butterfly valve. In a preferred embodiment of the present invention, the butterfly valve is disposed downstream of the heat exchanger.

[0038] Preferencialmente, o compressor centrífugo está disposto a montante do trocador de calor.[0038] Preferably, the centrifugal compressor is arranged upstream of the heat exchanger.

[0039] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a linha de reciclagem é ainda equipada com um ciclone a montante do compressor centrífugo e do trocador de calor.[0039] In a preferred embodiment of the present invention, the recycling line is further equipped with a cyclone upstream of the centrifugal compressor and heat exchanger.

[0040] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o agente de polimerização em fase gasosa é um reator de leito fluidiza- do equipado com um circuito fechado de circulação conectado à grade de distribuição de gás para reciclagem de partículas de poliolefina da grade de distribuição de gás para a região superior do reator de leito fluidizado. O gás de arraste para transportar as partículas de poliolefina através do circuito de circulação é um gás de reciclagem que é fornecido por uma linha lateral que se ramifica da linha de reciclagem. Os reatores de leito fluidizado desse tipo são, por exemplo, revelados pelo documento número WO 2007/071527 A1. Ao ter a linha de reciclagem equipada com um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis e uma válvula borboleta, é possível reduzir a taxa de fluxo do gás de reciclagem, por exemplo, na fase de inicialização, para reduzir o transporte de finos, enquanto mantém uma pressão diferencial alta suficiente ao longo da linha lateral que se ramifica da linha de recicla-gem para transportar pneumaticamente as partículas de poliolefina no circuito fechado de circulação.[0040] In a preferred embodiment of the present invention, the gas phase polymerization agent is a fluidized bed reactor equipped with a closed circulation circuit connected to the gas distribution grid for recycling polyolefin particles from the distribution grid. of gas to the upper region of the fluidized bed reactor. The carrier gas to transport the polyolefin particles through the circulation loop is a recycle gas that is supplied by a side line that branches off from the recycle line. Fluidized bed reactors of this type are, for example, disclosed by document number WO 2007/071527 A1. By having the recycling line equipped with a centrifugal compressor comprising variable guide vanes and a butterfly valve, it is possible to reduce the flow rate of the recycling gas, for example in the start-up phase, to reduce fines carryover, whilst maintaining a high enough differential pressure along the lateral line branching from the recycling line to pneumatically transport the polyolefin particles in the closed circulation loop.

[0041] A Figura 1 mostra esquematicamente um reator de leito fluidizado para executar o processo da presente invenção.[0041] Figure 1 schematically shows a fluidized bed reactor for carrying out the process of the present invention.

[0042] O reator de leito fluidizado (1) compreende um leito fluidizado (2) de partículas de poliolefina, uma grade de distribuição de gás (3) e uma zona de redução de velocidade (4). A zona de redução de velocidade (4) é geralmente de diâmetro aumentado em comparação com o diâmetro da porção de leito fluidizado do reator. O leito de poliolefina é mantido em um estado de fluidização por um fluido para cima de gás fornecido através da grade de distribuição de gás (3) colocada na porção de fundo do reator (1). A corrente gasosa do gás de reação que deixa o topo da zona de redução de velocidade (4) por meio da linha de reciclagem (5) é comprimida pelo compressor centrífugo (6) compreendendo pás guia variáveis (7), transferida a um trocador de calor (8), na qual é resfriada, e então reciclada ao fundo do reator de leito fluidizado (1) em um ponto abaixo da grade de distribuição de gás (3) na posição (9). A linha de reciclagem (5) compreende ainda, a jusante do trocador de calor (8), uma válvula borboleta (10). Monômeros de compensação, reguladores de peso molecular e gases inertes opcionais podem ser fornecidos ao reator (1) em várias posições, por exemplo, através da linha (11) a montante do compressor (6). Geralmente, o catalisador é fornecido ao reator (1) por meio de uma linha (12) que é, preferencialmente, colocada na parte inferior do leito fluidizado (2).[0042] The fluidized bed reactor (1) comprises a fluidized bed (2) of polyolefin particles, a gas distribution grid (3) and a speed reduction zone (4). The speed reduction zone (4) is generally of increased diameter compared to the diameter of the fluidized bed portion of the reactor. The polyolefin bed is maintained in a fluidized state by a fluid upward gas supplied through the gas distribution grid (3) placed in the bottom portion of the reactor (1). The gaseous stream of reaction gas leaving the top of the speed reduction zone (4) through the recycle line (5) is compressed by the centrifugal compressor (6) comprising variable guide vanes (7), transferred to a heat exchanger. heat (8), in which it is cooled, and then recycled to the bottom of the fluidized bed reactor (1) at a point below the gas distribution grid (3) in position (9). The recycling line (5) also comprises, downstream of the heat exchanger (8), a butterfly valve (10). Compensation monomers, molecular weight regulators and optional inert gases can be supplied to the reactor (1) at various positions, for example through the line (11) upstream of the compressor (6). Generally, the catalyst is supplied to the reactor (1) through a line (12) which is preferably placed in the lower part of the fluidized bed (2).

[0043] O reator de leito fluidizado (1) é dotado de uma reciclagem pneumática contínua de partículas de poliolefina por meio de um circuito fechado de circulação (13) conectando a grade de distribuição de gás (3) à região superior do reator de leito fluidizado (1). O circuito fechado de circulação (13) compreende um tubo de decantação (14) que é integrado com sua abertura superior na grade de distribuição de gás (3) e está, de preferência, disposto substancialmente na vertical. O tubo de decantação (14) tem uma seção de diâmetro mais alto (14a) e uma seção de diâmetro mais baixo (14b). A grade de distribuição de gás (3) é dotada de um formato de cone, de modo que sua inclinação para baixo em direção ao tubo de decantação (14) promove a entrada da partícula de poliolefina no tubo de decantação (14) devido à gravi-dade. A abertura superior do tubo de decantação (14) é preferencialmente localizada em uma posição central em relação à grade de distribuição de gás (3). A parte inferior do tubo de decantação (14) é conectada a um tubo transportador pneumático (15), que tem a função de reintroduzir as partículas de poliolefina no reator de leito fluidizado (1). A saída do tubo transportador pneumático (15) é preferencialmente colocada acima do leito de polímero (2) e abaixo da zona de redução de localidade (4).[0043] The fluidized bed reactor (1) is equipped with continuous pneumatic recycling of polyolefin particles through a closed circulation circuit (13) connecting the gas distribution grid (3) to the upper region of the bed reactor fluidized (1). The closed circulation circuit (13) comprises a decantation tube (14) which is integrated with its upper opening into the gas distribution grid (3) and is preferably arranged substantially vertically. The settling tube (14) has a higher diameter section (14a) and a lower diameter section (14b). The gas distribution grid (3) has a cone shape, so that its downward inclination towards the settling tube (14) promotes the entry of the polyolefin particle into the settling tube (14) due to gravity. -ity. The upper opening of the settling tube (14) is preferably located in a central position in relation to the gas distribution grid (3). The lower part of the settling tube (14) is connected to a pneumatic conveyor tube (15), which has the function of reintroducing the polyolefin particles into the fluidized bed reactor (1). The outlet of the pneumatic conveyor tube (15) is preferably placed above the polymer bed (2) and below the locality reduction zone (4).

[0044] A descarga de partículas de poliolefina do reator de leito fluidizado (1) ocorre através do conduto de descarga (16), que é fixado à seção do tubo de decantação de maior diâmetro (14a). Uma válvula de controle (17) é instalada no conduto de descarga (16) na proximidade do tubo de decantação (14) para ajustar a taxa de fluxo das partículas de poliolefina descarregadas do reator de leito fluidizado (1) no conduto de descarga (16). A descarga das partículas de poliolefina é realizada em contínuo e a abertura da válvula de controle (17) é ajustada para manter constante o nível de partículas de poliolefina no interior do reator de leito fluidizado (1).[0044] The discharge of polyolefin particles from the fluidized bed reactor (1) occurs through the discharge conduit (16), which is fixed to the largest diameter settling tube section (14a). A control valve (17) is installed in the discharge conduit (16) in the vicinity of the settling tube (14) to adjust the flow rate of polyolefin particles discharged from the fluidized bed reactor (1) into the discharge conduit (16 ). The discharge of polyolefin particles is carried out continuously and the opening of the control valve (17) is adjusted to maintain a constant level of polyolefin particles inside the fluidized bed reactor (1).

[0045] A válvula de controle (17) é colocada em correspondência com uma restrição no tubo de decantação (14) existente entre a seção de maior diâmetro (14a) e a seção de menor diâmetro (14b).[0045] The control valve (17) is placed in correspondence with a restriction in the settling tube (14) existing between the largest diameter section (14a) and the smallest diameter section (14b).

[0046] As partículas de poliolefina não descarregadas através do conduto de descarga (16) são recicladas para a região superior do reator de leito fluidizado (1) pelo circuito de circulação (13).[0046] The polyolefin particles not discharged through the discharge conduit (16) are recycled to the upper region of the fluidized bed reactor (1) through the circulation circuit (13).

[0047] O gás de arraste para transportar as partículas de poliolefina através do tubo transportador pneumático (15) é tirado da linha de reciclagem de gás em um ponto a jusante do compressor (6) e a montante do trocador de calor (8), explorando assim a queda de pressão existente através do trocador de calor (8), da válvula borboleta (10), da grade de distribuição (3) e do leito de polímero (2). O gás de arraste é predominantemente fornecido através da linha (18) na entrada do tubo transportador (15). A regulação da taxa de fluxo das partículas de poliolefina recicladas através do circuito fechado de circulação (13) é executada por meio das válvulas de controle (19) e (20), que ajusta a taxa de fluxo do gás de arraste que entra no tubo transportador (15).[0047] The carrier gas to transport the polyolefin particles through the pneumatic conveyor tube (15) is taken from the gas recycling line at a point downstream of the compressor (6) and upstream of the heat exchanger (8), thus exploiting the existing pressure drop across the heat exchanger (8), the butterfly valve (10), the distribution grid (3) and the polymer bed (2). The carrier gas is predominantly supplied through the line (18) at the inlet of the conveying tube (15). Regulation of the flow rate of recycled polyolefin particles through the closed circulation circuit (13) is carried out by means of control valves (19) and (20), which adjust the flow rate of the carrier gas entering the tube conveyor (15).

[0048] Ao iniciar um reator de leito fluidizado de acordo com a presente invenção, é possível ter uma velocidade reduzida de gás de reciclagem na fase inicial, em comparação com a velocidade do gás de reciclagem em operação constante, mantendo a mesma pressão diferencial no compressor. Isso reduz a transferência de finos na fase ini ciai enquanto uma quantidade suficiente de gás de arraste pode ser fornecida para garantir uma boa circulação das partículas de poliolefina através do tubo transportador pneumático.[0048] When starting a fluidized bed reactor according to the present invention, it is possible to have a reduced recycle gas velocity in the initial phase, compared to the recycle gas velocity in constant operation, maintaining the same differential pressure in the compressor. This reduces the transfer of fines in the initial phase while a sufficient amount of carrier gas can be supplied to ensure good circulation of the polyolefin particles through the pneumatic conveying tube.

[0049] Em outra modalidade preferida da presente revelação, o reator de polimerização em fase gasosa é um reator de circulação de múltiplas zonas que compreende um tubo de descida que está equipado no fundo com uma válvula de estrangulamento. Essa válvula é utilizada para controlar o fluxo das partículas crescentes de poliolefi- nas do tubo de descida para o tubo ascendente. A válvula de estrangulamento é, de preferência, uma válvula mecânica, como uma válvula borboleta simples ou dupla ou uma válvula esférica. Uma corrente de gás, às vezes denominada "gás de dosagem", é fornecida na parte inferior do tubo de descida em uma ou mais posições logo acima da válvula para facilitar o fluxo das partículas de poliolefina em crescimento através da válvula. Variando-se a abertura da válvula e/ou variando- se a taxa de fluxo do gás de dosagem, é possível ajustar a velocidade das partículas de poliolefina no interior do tubo de descida. Uma corrente adicional de um gás, às vezes denominado "gás de transporte", é fornecida abaixo do tubo de descida para a parte do reator de circulação de múltiplas zonas que conecta o tubo de descida ao tubo ascendente para conduzir as partículas de poliolefina da parte inferior do tubo de descida ao tubo ascendente. Além disso, o gás de dosagem e o gás de transporte são gás reciclado, que é fornecido por linhas laterais que se ramificam da linha de reciclagem. Reatores de circulação de múltiplas zonas desse tipo são, por exemplo, revelados pelo documento número WO 2012/031986 A1. Ao ter a linha de reciclagem equipada com um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis e uma válvula borboleta, é possível reduzir a taxa de fluxo do gás de reciclagem, por exemplo na fase de inicialização para reduzir o transporte de finos, enquanto se mantém uma pressão diferencial alta suficien te ao longo das linhas laterais que se ramificam da linha de reciclagem para fornecer quantidades suficientes de gás de dosagem e gás de transporte para controlar o fluxo de partículas de poliolefina no tubo de descida e o transporte de partículas de poliolefina do tubo de descida para o tubo ascendente.[0049] In another preferred embodiment of the present disclosure, the gas phase polymerization reactor is a multi-zone circulation reactor comprising a downpipe that is equipped at the bottom with a throttling valve. This valve is used to control the flow of growing polyolefin particles from the downpipe to the uppipe. The throttling valve is preferably a mechanical valve, such as a single or double butterfly valve or a ball valve. A stream of gas, sometimes called "dosing gas", is supplied at the bottom of the downpipe at one or more positions just above the valve to facilitate the flow of growing polyolefin particles through the valve. By varying the opening of the valve and/or varying the flow rate of the dosing gas, it is possible to adjust the speed of the polyolefin particles inside the downpipe. An additional stream of a gas, sometimes called a "carrier gas", is supplied below the downpipe to the part of the multi-zone circulation reactor that connects the downpipe to the riser to drive the polyolefin particles from the downpipe. bottom of the downpipe to the uppipe. Additionally, the dosing gas and carrier gas are recycled gas, which is supplied by side lines that branch off from the recycling line. Multi-zone circulation reactors of this type are, for example, disclosed by document number WO 2012/031986 A1. By having the recycling line equipped with a centrifugal compressor comprising variable guide vanes and a butterfly valve, it is possible to reduce the flow rate of the recycling gas, for example in the start-up phase to reduce fines transport, whilst maintaining a High enough differential pressure along side lines branching from the recycle line to provide sufficient quantities of dosing gas and carrier gas to control the flow of polyolefin particles into the downpipe and the transport of polyolefin particles from the pipe descent to the riser tube.

[0050] A Figura 2 mostra esquematicamente um reator de circulação de múltiplas zonas para executar o processo da presente invenção.[0050] Figure 2 schematically shows a multi-zone circulation reactor for carrying out the process of the present invention.

[0051] O reator de circulação de múltiplas zonas (51) compreende como primeira zona de reação um tubo ascendente (52) e como segunda zona de reação um tubo de descida (53) que são repetidamente passados pelas partículas de poliolefina. Dentro do tubo ascendente (52), as partículas de poliolefina fluem para cima sob condições de flu- idização rápida ao longo da direção da seta (54). Dentro tubo de descida (53), as partículas de poliolefina fluem para baixo sob a ação de gravidade ao longo da direção da seta (55). O tubo ascendente (52) e o tubo de descida (53) são apropriadamente interconectados pelas curvas de interconexão (56) e (57).[0051] The multi-zone circulation reactor (51) comprises as a first reaction zone a riser tube (52) and as a second reaction zone a fall tube (53) which are repeatedly passed by the polyolefin particles. Inside the riser tube (52), the polyolefin particles flow upward under conditions of rapid fluidization along the direction of the arrow (54). In the downpipe (53), the polyolefin particles flow downward under the action of gravity along the direction of the arrow (55). The riser (52) and the downpipe (53) are suitably interconnected by the interconnecting curves (56) and (57).

[0052] Após fluir através do tubo ascendente (52), as partículas de poliolefina e a mistura de gás de reação saem do tubo ascendente (52) e são conduzidas para uma zona de separação de sólido/gás (58). Essa separação de sólido/gás pode ser efetuada usando-se meios de separação convencionais como, por exemplo, um separador centrífugo, como um ciclone. Da zona de separação (58), as partículas de po- liolefina entram no tubo de descida (53).[0052] After flowing through the riser tube (52), the polyolefin particles and the reaction gas mixture exit the riser tube (52) and are led to a solid/gas separation zone (58). This solid/gas separation can be carried out using conventional separation means such as, for example, a centrifugal separator, such as a cyclone. From the separation zone (58), the polyolefin particles enter the downpipe (53).

[0053] A mistura de gás de reação que sai da zona de separação (58) é reciclada para o tubo ascendente (52) por meio de uma linha de reciclagem (59), equipada com um compressor centrífugo (60) que compreende pás guia variáveis (61) e um trocador de calor (62). A linha de reciclagem (59) compreende ainda, a jusante do trocador de calor (62), uma válvula borboleta (63). Entre o compressor (60) e o trocador de calor (62), a linha de reciclagem (59) se divide e a mistura gasosa é dividida em duas correntes separadas: a linha (64) conduz uma parte do gás de reciclagem através do trocador de calor (62) e a válvula borboleta (63) para o fundo do tubo ascendente (52), de modo a estabelecer rápidas condições de fluidização no mesmo, enquanto a linha (65) conduz outra parte do gás de reciclagem para a curva de interconexão (57). Para controlar a taxa de fluxo do gás de transporte através da linha (65) na curva de interconexão (57), a linha (65) é equipada com uma válvula de controle (66).[0053] The reaction gas mixture leaving the separation zone (58) is recycled to the rising tube (52) through a recycling line (59), equipped with a centrifugal compressor (60) comprising guide vanes variables (61) and a heat exchanger (62). The recycling line (59) further comprises, downstream of the heat exchanger (62), a butterfly valve (63). Between the compressor (60) and the heat exchanger (62), the recycling line (59) splits and the gas mixture is divided into two separate streams: the line (64) takes part of the recycling gas through the exchanger of heat (62) and the butterfly valve (63) to the bottom of the riser tube (52), in order to establish rapid fluidization conditions in it, while the line (65) leads another part of the recycling gas to the flow curve. interconnection (57). To control the flow rate of the carrier gas through the line (65) at the interconnect curve (57), the line (65) is equipped with a control valve (66).

[0054] Uma suspensão de um componente catalisador sólido é fornecida através da linha (67) a um ponto de injeção de catalisador (68) do reator de circulação de múltiplas zonas (51) ou, se o reator de circulação de múltiplas zonas (51) for operado como um reator a jusante em cascata de reatores de fase gasosa, uma corrente de partículas de aletas de poliol em crescimento a partir de um reator de fase gasosa previamente disposto é fornecido através da linha (67) a um ponto de injeção de polímero (68). As partículas de poliolefina obtidas no reator de circulação de múltiplas zonas (51) são descarregadas de modo contínuo da parte do fundo do tubo de descida (53) por meio da linha de descarga (69).[0054] A suspension of a solid catalyst component is supplied through line (67) to a catalyst injection point (68) of the multi-zone circulation reactor (51) or, if the multi-zone circulation reactor (51 ) is operated as a downstream reactor in a cascade of gas-phase reactors, a stream of polyol fin particles growing from a previously arranged gas-phase reactor is supplied through line (67) to an injection point of polymer (68). The polyolefin particles obtained in the multi-zone circulation reactor (51) are continuously discharged from the bottom of the downpipe (53) through the discharge line (69).

[0055] Uma parte da mistura gasosa que deixa a zona de separação (58) sai da linha de reciclagem (59) após ter passado pelo compressor (60) e é enviada através da linha (70) para o trocador de calor (71), em que a mesma é resfriada para uma temperatura na qual os monômeros e o gás inerte opcional são condensados parcialmente. Um recipiente de separação (72) é colocado a jusante do trocador de calor (71). O líquido separado é retirado do vaso de separação (72) através da linha (73) e fornecido ao tubo de descida (53) através de linha (74) por meio de uma bomba (75) para gerar a barreira para im pedir que a mistura de gás de reação do tubo ascendente (52) entre no tubo de descida (53). A mistura gasosa obtida como fase gasosa no vaso de separação (72) é circulada novamente para a linha de reciclagem (59) através da linha (76). Os monômeros de produção, comonô- meros de produção e, opcionalmente, gases inertes e/ou aditivos de processo podem ser introduzidos na linha de reciclagem (59) através da linha (77).[0055] A part of the gas mixture that leaves the separation zone (58) leaves the recycling line (59) after passing through the compressor (60) and is sent through the line (70) to the heat exchanger (71) , wherein it is cooled to a temperature at which the monomers and optional inert gas are partially condensed. A separation vessel (72) is placed downstream of the heat exchanger (71). The separated liquid is withdrawn from the separation vessel (72) through the line (73) and supplied to the downpipe (53) through the line (74) by means of a pump (75) to generate the barrier to prevent the reaction gas mixture from the riser (52) enters the downpipe (53). The gas mixture obtained as the gas phase in the separation vessel (72) is circulated again to the recycling line (59) via the line (76). Production monomers, production comonomers and, optionally, inert gases and/or process additives can be introduced into the recycling line (59) via the line (77).

[0056] O fundo do tubo de descida (53) é equipado com uma válvula borboleta (78) que tem uma abertura ajustável para ajustar o fluxo de partículas de poliolefina do tubo de descida (53) através da tira de interconexão (57) para o tubo ascendente (52). Acima da válvula borboleta (78), quantidades de uma mistura de gás de reciclagem provenientes da linha de reciclagem (59) através da linha (79) são introduzidas como gás de dosagem no tubo de descida (53) para facilitar o fluxo das partículas de poliolefina através da válvula borboleta (78). Para controlar a taxa de fluxo do gás de dosagem, a linha (79) é equipada com uma válvula de controle (80).[0056] The bottom of the downpipe (53) is equipped with a butterfly valve (78) that has an adjustable opening to adjust the flow of polyolefin particles from the downpipe (53) through the interconnecting strip (57) to the riser tube (52). Above the butterfly valve (78), quantities of a recycle gas mixture from the recycle line (59) through the line (79) are introduced as dosing gas into the downpipe (53) to facilitate the flow of waste particles. polyolefin through the butterfly valve (78). To control the flow rate of the dosing gas, the line (79) is equipped with a control valve (80).

[0057] Em uma outra modalidade preferida da presente invenção, o reator de polimerização de fase gasosa é parte de uma cascata de reator. Preferencialmente, a cascata de reator compreende um primeiro reator de fase gasosa e um segundo reator subsequente de fase gasosa e uma linha lateral, que ramifica a linha de reciclagem do segundo reator de fase gasosa, é a linha de transferência para transferir partículas de poliolefina do primeiro reator de fase gasosa para o segundo reator de fase gasosa. A transferência de partículas de poliole- fina do primeiro reator de fase gasosa para o segundo reator de fase gasosa ocorre então por uma corrente de gás, às vezes denominada "gás de captação", que é o gás de reciclagem do segundo reator de fase gasosa. Uma cascata de reator desse tipo é, por exemplo, revelada pelo documento número WO 2013/0853548 A1. Ao ter a linha de reciclagem do segundo reator de fase gasosa equipada com um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis e uma válvula borboleta, é possível reduzir a taxa de fluxo do gás reciclado, por exemplo, na fase de inicialização para reduzir transporte de finos, mantendo uma pressão diferencial alta suficiente na linha lateral que se ramifica na linha de reciclagem para fornecer uma quantidade suficiente de gás de captação para o transporte pneumático das partículas de poliolefina do primeiro reator de fase gasosa da cascata do reator para o segundo reator de fase gasosa da cascata do reator e para esvaziar com segurança a linha de transferência quando a descarga de partículas de poliolefina do primeiro reator de fase gasosa da cascata do reator for interrompida ou terminada.[0057] In another preferred embodiment of the present invention, the gas phase polymerization reactor is part of a reactor cascade. Preferably, the reactor cascade comprises a first gas phase reactor and a subsequent second gas phase reactor and a side line, which branches off the recycling line from the second gas phase reactor, is the transfer line for transferring polyolefin particles from the first gas phase reactor to the second gas phase reactor. The transfer of polyolefin particles from the first gas-phase reactor to the second gas-phase reactor then occurs by a gas stream, sometimes called "capture gas", which is the recycle gas from the second gas-phase reactor. . A reactor cascade of this type is, for example, disclosed by document number WO 2013/0853548 A1. By having the recycling line of the second gas phase reactor equipped with a centrifugal compressor comprising variable guide vanes and a butterfly valve, it is possible to reduce the flow rate of the recycled gas, for example, in the start-up phase to reduce fines carryover. , maintaining a high enough differential pressure in the sideline branching into the recycle line to provide a sufficient amount of pickup gas for pneumatic transport of the polyolefin particles from the first gas phase reactor of the reactor cascade to the second phase reactor gas phase reactor from the reactor cascade and to safely empty the transfer line when the discharge of polyolefin particles from the first gas phase reactor of the reactor cascade is interrupted or terminated.

[0058] A Figura 3 mostra esquematicamente uma cascata de dois reatores de fase gasosa conectados em série para executar o processo da presente invenção.[0058] Figure 3 schematically shows a cascade of two gas phase reactors connected in series to execute the process of the present invention.

[0059] O reator de leito fluidizado (101) mostrado na Figura 3 é semelhante ao reator de leito fluidizado (1) mostrado na Figura 1 e o reator de circulação de múltiplas zonas (151) mostrado na Figura 3 é semelhante ao reator de circulação de múltiplas zonas (51) mostrado na Figura 2.[0059] The fluidized bed reactor (101) shown in Figure 3 is similar to the fluidized bed reactor (1) shown in Figure 1 and the multi-zone circulation reactor (151) shown in Figure 3 is similar to the circulation reactor zone (51) shown in Figure 2.

[0060] O reator de leito fluidizado (101) difere do reator de leito fluidizado (1) em que o reator de leito fluidizado (101) não compreende um circuito fechado de circulação (13). Em vez disso, o tubo de decantação (114) é fechado na extremidade inferior por uma válvula de descarga (117), que é, de preferência, uma válvula de esfera segmentada. O leito de partículas de poliolefina contidas no tubo de decantação (114) durante a operação do reator de leito fluidizado (101) entra no tubo de decantação (114) na abertura superior que é integrada à grade de distribuição de gás (3) e se move de cima para baixo do tubo de decantação. A válvula de descarga (117) está disposta acima de uma linha (181) que ramifica a linha (65) do reator de circulação de múltiplas zonas (151) e transporta uma parte do gás de reciclagem de reator de circulação de múltiplas zonas (151). Para controlar a taxa de fluxo do gás de captação através da linha (181), a linha (181) é equipada com uma válvula de controle (182). As partículas de poliolefina que passaram pela válvula de descarga (117) entram na linha (181) e são transportadas pelo gás de captação para o reator de circulação de múltiplas zonas (151), no qual as partículas de poliolefina entram na posição (182).[0060] The fluidized bed reactor (101) differs from the fluidized bed reactor (1) in that the fluidized bed reactor (101) does not comprise a closed circulation circuit (13). Instead, the settling tube (114) is closed at the lower end by a discharge valve (117), which is preferably a segmented ball valve. The bed of polyolefin particles contained in the settling tube (114) during the operation of the fluidized bed reactor (101) enters the settling tube (114) at the upper opening that is integrated with the gas distribution grid (3) and becomes moves from top to bottom of the settling tube. The discharge valve (117) is disposed above a line (181) which branches off the line (65) of the multizone circulation reactor (151) and conveys a portion of the multizone circulation reactor recycle gas (151). ). To control the flow rate of the pickup gas through the line (181), the line (181) is equipped with a control valve (182). The polyolefin particles that have passed through the discharge valve (117) enter the line (181) and are transported by the capture gas to the multi-zone circulation reactor (151), in which the polyolefin particles enter the position (182). .

[0061] O tubo de decantação (114) é ainda equipado com uma linha (121), de preferência em uma posição próxima à extremidade inferior do tubo de decantação (114), para introduzir um fluido que induz uma corrente para cima do fluido no leito de partículas de poliolefina dentro do tubo de decantação (114). Dessa maneira, é impedido que a mistura de gás de reação do reator de leito fluidizado (101) entre na linha (181) e, portanto, no reator de circulação de múltiplas zonas (151). O fluxo do fluido em linha (121) é controlado por uma válvula de controle (122). Para compensar a parte do fluido introduzida no tubo de decantação (114) através da linha (121) que entra no reator de leito fluidizado (101) através do tubo de decantação (114), uma porção do gás de reação dentro do reator de leito fluidizado (101) deve ser retirado. Isso ocorre através da linha de retirada (124), que ramifica a linha de reciclagem (5) entre o compressor centrífugo (6) e o trocador de calor (8). O fluxo de gás através de linha de retirada (124) é controlado por uma válvula de controle (125). O gás de reação retirado através da linha (124) é, de preferência, transferido para uma seção de processamento (não mostrada na Figura 3).[0061] The settling tube (114) is further equipped with a line (121), preferably in a position close to the lower end of the settling tube (114), for introducing a fluid that induces an upward current of the fluid in the bed of polyolefin particles inside the settling tube (114). In this way, the reaction gas mixture from the fluidized bed reactor (101) is prevented from entering the line (181) and, therefore, the multi-zone circulation reactor (151). Fluid flow in line (121) is controlled by a control valve (122). To compensate for the part of the fluid introduced into the settling tube (114) through the line (121) entering the fluidized bed reactor (101) through the settling tube (114), a portion of the reaction gas within the fluidized bed reactor (101) fluidized (101) must be removed. This occurs through the withdrawal line (124), which branches the recycling line (5) between the centrifugal compressor (6) and the heat exchanger (8). The gas flow through the withdrawal line (124) is controlled by a control valve (125). The reaction gas withdrawn through line (124) is preferably transferred to a processing section (not shown in Figure 3).

[0062] A presente invenção fornece ainda um processo para preparar um polímero de olefina que compreende homopolimerizar uma olefina ou copolimeriza uma olefina e uma ou mais outras olefinas a temperaturas de 20 a 200 °C e pressões de 0,5 a 10 MPa na presença de um catalisador de polimerização, em que a polimerização é realizada em um reator de polimerização em fase gasosa, conforme descrito acima.[0062] The present invention further provides a process for preparing an olefin polymer which comprises homopolymerizing an olefin or copolymerizing an olefin and one or more other olefins at temperatures of 20 to 200 °C and pressures of 0.5 to 10 MPa in the presence of a polymerization catalyst, wherein the polymerization is carried out in a gas phase polymerization reactor, as described above.

[0063] Preferencialmente, a polimerização é uma homopolimeriza- ção de etileno ou uma copolimerização de etileno e uma ou mais outras olefinas selecionadas a partir do grupo que consiste em 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno ou a polimerização é uma homopolimerização de propileno ou uma copolimerização de propileno e uma ou mais outras olefinas selecionadas a partir do grupo que consiste em etileno, 1- buteno e 1-hexeno. Em uma modalidade preferida, a poliolefina resultante é um polietileno de alta densidade com uma densidade determinada de acordo com a ISO 1183 a 23 °C de 0,945 a 965 g/cm3.[0063] Preferably, the polymerization is a homopolymerization of ethylene or a copolymerization of ethylene and one or more other olefins selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene and 1-octene or the polymerization is a homopolymerization of propylene or a copolymerization of propylene and one or more other olefins selected from the group consisting of ethylene, 1-butene and 1-hexene. In a preferred embodiment, the resulting polyolefin is a high-density polyethylene with a density determined in accordance with ISO 1183 at 23 ° C of 0.945 to 965 g/cm3.

[0064] Os reatores de polimerização de fase gasosa da presente invenção podem ser operados a pressões de 0,5 MPa a 10 MPa, de preferência, de 1,0 MPa a 8 MPa e, em particular, de 1,5 MPa a 4 MPa, em que essas pressões, como todas as pressões dadas na presente invenção, devem ser entendidas como pressões absolutas, isto é, pressão com a dimensão MPa (abs). A polimerização é, de preferência, executada a temperaturas de 30 °C a 160 °C, particularmente preferencialmente de 65 °C a 125 °C, com temperaturas na parte superior dessa faixa que são preferidas para preparar copolímeros de etileno de densidade e temperaturas na parte inferior dessa faixa para preparar copolímeros de etileno de menor densidade.[0064] The gas phase polymerization reactors of the present invention can be operated at pressures from 0.5 MPa to 10 MPa, preferably from 1.0 MPa to 8 MPa and, in particular, from 1.5 MPa to 4 MPa, where these pressures, like all pressures given in the present invention, must be understood as absolute pressures, that is, pressure with the dimension MPa (abs). The polymerization is preferably carried out at temperatures of 30°C to 160°C, particularly preferably 65°C to 125°C, with temperatures in the upper part of that range which are preferred for preparing ethylene copolymers of density and temperatures in the range lower part of this range to prepare lower density ethylene copolymers.

[0065] A polimerização nos reatores de polimerização de fase gasosa também pode ser realizada em um modo de condensação ou su- percondensação, em que parte da mistura de gás de reação circulante é resfriada abaixo do ponto de condensação e retornada ao reator tanto separadamente quanto um líquido e uma fase gasosa ou em conjunto como uma mistura bifásica, para fazer uso adicional da entalpia de vaporização para resfriar o gás de reação. Ao operar no modo de condensação ou supercondensação, o reator de polimerização de fase gasosa é, de preferência, um reator de leito fluidizado.[0065] Polymerization in gas phase polymerization reactors can also be carried out in a condensation or supercondensation mode, in which part of the circulating reaction gas mixture is cooled below the dew point and returned to the reactor either separately or a liquid and a gas phase or together as a two-phase mixture, to make additional use of the enthalpy of vaporization to cool the reaction gas. When operating in the condensation or supercondensation mode, the gas phase polymerization reactor is preferably a fluidized bed reactor.

[0066] Em uma modalidade preferencial da presente revelação, a polimerização é realizada na presença de um gás inerte como nitrogênio ou um alcano que tem de 1 a 10 átomos de carbono como metano, etano, propano, n-butano, isobutano, n-pentano, isopentano ou n- hexano ou misturas dos mesmos. O uso de nitrogênio ou propano como gás inerte, se apropriado, em combinação com alcanos adicionais, é preferido. Em modalidades especialmente preferenciais da presente revelação, a polimerização é realizada na presença de um C3-C5 alcano como diluente de polimerização e, com máxima preferência, na presença de propano, especialmente no caso de homopolimerização ou copolimerização de etileno. As misturas de gás de reação dentro do reator compreendem adicionalmente as olefinas a serem polimeriza- das, isto é, um monômero principal e um ou mais comonômeros opcionais. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a mistura de gás de reação tem um teor de componentes inertes de 30 a 99% em volume, mais preferencialmente de 40 a 95% em volume e especialmente de 45 a 85% em volume. Em outra modalidade preferencial da presente revelação, especialmente se o monômero principal for propileno, nenhum ou apenas quantidades menores de diluente inerte são adicionadas. A mistura de gás de reação pode ainda compreender componentes adicionais, como agentes antiestáticos ou reguladores de peso molecular como hidrogênio. Os componentes da mistura de gás de reação podem ser fornecidos no reator de polimerização de fase gasosa ou na linha de reciclagem na forma gasosa ou como líquido que vaporiza então dentro do reator ou da linha de reciclagem.[0066] In a preferred embodiment of the present disclosure, polymerization is carried out in the presence of an inert gas such as nitrogen or an alkane having from 1 to 10 carbon atoms such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, n- pentane, isopentane or n-hexane or mixtures thereof. The use of nitrogen or propane as an inert gas, if appropriate, in combination with additional alkanes is preferred. In especially preferred embodiments of the present disclosure, the polymerization is carried out in the presence of a C3-C5 alkane as polymerization diluent and, most preferably, in the presence of propane, especially in the case of homopolymerization or copolymerization of ethylene. The reaction gas mixtures within the reactor additionally comprise the olefins to be polymerized, that is, a main monomer and one or more optional comonomers. In a preferred embodiment of the present invention, the reaction gas mixture has an inert component content of 30 to 99% by volume, more preferably from 40 to 95% by volume and especially from 45 to 85% by volume. In another preferred embodiment of the present disclosure, especially if the main monomer is propylene, no or only minor amounts of inert diluent are added. The reaction gas mixture may further comprise additional components, such as antistatic agents or molecular weight regulators such as hydrogen. The components of the reaction gas mixture may be supplied to the gas phase polymerization reactor or recycling line in gaseous form or as a liquid which then vaporizes within the reactor or recycling line.

[0067] A polimerização de olefinas pode ser executada com o uso de todos os catalisadores de polimerização de olefina habituais. Isso significa que a polimerização pode ser executada com o uso de catalisadores Phillips à base de óxido de crômio, com o uso de catalisadores Ziegler-Natta ou Ziegler, ou com o uso de catalisadores de sítio único. Para os propósitos da presente revelação, catalisadores de sítio único são catalisadores à base de compostos de coordenação de metal de transição quimicamente uniformes. Adicionalmente, também é possível usar misturas de dois ou mais dentre esses catalisadores para a polimerização de olefinas. Tais catalisadores mistos são frequentemente designados como catalisadores híbridos. A preparação e o uso desses catalisadores para polimerização de olefina são geralmente conhecidos.[0067] Olefin polymerization can be carried out using all common olefin polymerization catalysts. This means that the polymerization can be performed using Phillips chromium oxide-based catalysts, using Ziegler-Natta or Ziegler catalysts, or using single-site catalysts. For the purposes of the present disclosure, single-site catalysts are catalysts based on chemically uniform transition metal coordination compounds. Additionally, it is also possible to use mixtures of two or more of these catalysts for the polymerization of olefins. Such mixed catalysts are often referred to as hybrid catalysts. The preparation and use of such catalysts for olefin polymerization are generally known.

[0068] Os catalisadores preferidos são do tipo Ziegler que compreendem preferencialmente um composto de titânio ou vanádio, um composto de magnésio e opcionalmente um composto doador de elétrons e/ou um óxido inorgânico particulado como suporte.[0068] The preferred catalysts are of the Ziegler type, which preferably comprise a titanium or vanadium compound, a magnesium compound and optionally an electron donating compound and/or a particulate inorganic oxide as a support.

[0069] Os catalisadores do tipo Ziegler são normalmente polimeri- zados na presença de um cocatalisador. Cocatalisadores preferenciais são compostos organometálicos de metais de Grupos 1, 2, 12, 13 ou 14 da Tabela Periódica de Elementos, em particular, compostos orga- nometálicos de metais de Grupo 13 e, especialmente, compostos de organoalumínio. Os cocatalisadores preferidos são, por exemplo, alquilas organometálicas, alcóxidos organometálicos ou haletos orga- nometálicos.[0069] Ziegler-type catalysts are normally polymerized in the presence of a cocatalyst. Preferred cocatalysts are organometallic compounds of metals of Groups 1, 2, 12, 13 or 14 of the Periodic Table of Elements, in particular, organometallic compounds of Group 13 metals and, especially, organoaluminum compounds. Preferred cocatalysts are, for example, organometallic alkyls, organometallic alkoxides or organometallic halides.

[0070] Os compostos organometálicos preferidos compreendem alquilas de lítio, alquilas de magnésio ou zinco, alquil haletos de magnésio, alquilas de alumínio, alquilas de silício, alcóxidos de silício e al- quil haletos de silício. Mais preferencialmente, os compostos organo- metálicos compreendem alquilas de alumínio e alquilas de magnésio. Ainda mais preferencialmente, os compostos organometálicos compreendem alquilas de alumínio, mais preferencialmente compostos de trialquilalumínio ou compostos desse tipo em que um grupo alquila é substituído por um átomo de halogênio, por exemplo, por cloro ou bromo. Exemplos de tais alquilas de alumínio são cloreto de trimetila- lumínio, trietilalumínio, tri-isobutilalumínio, tri-n-hexilalumínio ou dietila- lumínio ou suas misturas.[0070] Preferred organometallic compounds include lithium alkyls, magnesium or zinc alkyls, magnesium alkyl halides, aluminum alkyls, silicon alkyls, silicon alkoxides and silicon alkyl halides. More preferably, the organo-metallic compounds comprise aluminum alkyls and magnesium alkyls. Even more preferably, the organometallic compounds comprise aluminum alkyls, more preferably trialkylaluminum compounds or compounds of that type in which an alkyl group is replaced by a halogen atom, for example by chlorine or bromine. Examples of such aluminum alkyls are trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tri-n-hexylaluminum or diethylaluminum chloride or mixtures thereof.

[0071] Os catalisadores preferidos também são catalisadores de cromo do tipo Phillips, que são preferencialmente preparados aplicando-se um composto de cromo a um suporte inorgânica e ativando-se subsequentemente o precursor de catalisador obtido a temperaturas na faixa de 350 a 1.000 TT, o que resulta em cromo presente em valências menores que seis que são convertidas no estado hexavalente. Diferente de crômio, os elementos adicionais, como magnésio, cálcio, boro, alumínio, fósforo, titânio, vanádio, zircônio ou zinco também podem ser usados. A preferência particular é dada ao uso de titânio, zircônio ou zinco. As combinações dos elementos supracitados também são possíveis. O catalisador precursor pode ser dopado com fluoreto antes ou durante a ativação. Como suportes para catalisadores do tipo Phillips, os quais também são conhecidos por aqueles versados na técnica, uma menção pode ser feita de óxido de alumínio, dióxido de silício (gel de sílica), dióxido de titânio, dióxido de zircônio ou seus óxidos ou cogéis misturados ou fosfato de alumínio. Os materiais de suporte adequados adicionais podem ser obtidos modificando-se a área de superfície de poro, por exemplo, por meio de compostos dos elementos boro, alumínio, silício ou fósforo. A preferência é dada ao uso de um gel de sílica. A preferência é dada a géis de sílica esféricos ou granulares, em que o anterior também pode ser secado por aspersão. Os catalisadores de crômio ativados podem ser subsequentemente pré-polimerizados ou pré-reduzidos. A pré-redução é normalmente executada por meio de cobalto ou por meio de hidrogênio a 250 °C a 500 °C, preferencialmente a 300 °C a 400 °C, em um ativador.[0071] Preferred catalysts are also Phillips-type chromium catalysts, which are preferably prepared by applying a chromium compound to an inorganic support and subsequently activating the obtained catalyst precursor at temperatures in the range of 350 to 1,000 TT, which results in chromium present in valences less than six that are converted into the hexavalent state. Other than chromium, additional elements such as magnesium, calcium, boron, aluminum, phosphorus, titanium, vanadium, zirconium or zinc can also be used. Particular preference is given to the use of titanium, zirconium or zinc. Combinations of the aforementioned elements are also possible. The precursor catalyst can be doped with fluoride before or during activation. As supports for Phillips-type catalysts, which are also known to those skilled in the art, mention may be made of aluminum oxide, silicon dioxide (silica gel), titanium dioxide, zirconium dioxide or their oxides or cogels. mixed or aluminum phosphate. Additional suitable support materials can be obtained by modifying the pore surface area, for example, by means of compounds of the elements boron, aluminum, silicon or phosphorus. Preference is given to the use of a silica gel. Preference is given to spherical or granular silica gels, where the former can also be spray dried. Activated chromium catalysts can be subsequently prepolymerized or prereduced. Pre-reduction is normally carried out by means of cobalt or by means of hydrogen at 250 °C to 500 °C, preferably at 300 °C to 400 °C, in an activator.

[0072] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a polimerização é executada a uma pressão diferencial predeterminada através do compressor centrífugo e variações da taxa de fluxo de gás de ciclo de reciclagem são realizadas variando-se a posição das pás guia e a posição da válvula borboleta.[0072] In a preferred embodiment of the present invention, polymerization is carried out at a predetermined differential pressure through the centrifugal compressor and variations in the recycling cycle gas flow rate are carried out by varying the position of the guide vanes and the position of the butterfly valve.

[0073] Preferencialmente, a linha de reciclagem do reator de fase gasosa tem uma ou mais linhas laterais e as linhas laterais se ramificam da linha de reciclagem em uma posição entre o compressor centrífugo e a válvula borboleta e as uma ou mais linhas laterais são equipadas com válvulas de controle para controlar a taxa de fluxo do gás de reciclagem ramificado nas linhas laterais e a polimerização é realizada de modo que a pressão nas uma ou mais linhas laterais a montante das válvulas de controle seja de 0,01 MPa a 0,2 MPa maior que a pressão na linha de reciclagem a jusante da válvula borboleta, de preferência de 0,02 MPa a 0,1 MPa mais alta do que a pressão na linha de reciclagem a jusante da válvula borboleta.[0073] Preferably, the gas phase reactor recycling line has one or more side lines and the side lines branch from the recycling line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and the one or more side lines are equipped with control valves to control the flow rate of the branched recycle gas in the side lines and polymerization is carried out so that the pressure in the one or more side lines upstream of the control valves is 0.01 MPa to 0.2 MPa higher than the pressure in the recycling line downstream of the butterfly valve, preferably 0.02 MPa to 0.1 MPa higher than the pressure in the recycling line downstream of the butterfly valve.

[0074] Em uma outra modalidade preferida da presente invenção, a polimerização é uma polimerização em um reator de fase gasosa que faz parte de uma cascata de reatores de polimerização, em que também uma ou mais polimerizações em outros reatores de fase gasosa da cascata de reatores de polimerização podem ser polimeriza- ções de acordo com a presente invenção. Combinações adequadas de tais reatores de polimerização incluem um reator de leito fluidizado seguido por um reator de circulação de múltiplas zonas, um reator de circulação de múltiplas zonas seguido de um reator de leito fluidizado, uma cascata de dois ou três reatores de leito fluidizado e um ou dois reatores de laço seguidos por um ou dois reatores de leito fluidizado.[0074] In another preferred embodiment of the present invention, the polymerization is a polymerization in a gas phase reactor that is part of a cascade of polymerization reactors, in which also one or more polymerizations in other gas phase reactors of the polymerization cascade polymerization reactors can be polymerizations according to the present invention. Suitable combinations of such polymerization reactors include a fluidized bed reactor followed by a multi-zone circulation reactor, a multi-zone circulation reactor followed by a fluidized bed reactor, a cascade of two or three fluidized bed reactors, and a or two loop reactors followed by one or two fluidized bed reactors.

Examples

[0075] A taxa de fluxo de fusão MFR190/2.16 foi determinada de acordo com DIN EN ISO 1133-1:2012-03 em uma temperatura de 190 °C sob uma carga de 2,16 kg.[0075] The MFR190/2.16 melt flow rate was determined according to DIN EN ISO 1133-1:2012-03 at a temperature of 190 °C under a load of 2.16 kg.

[0076] A densidade foi determinada de acordo com DIN EN ISO 1183-1:2004, o Método A (Imersão) com placas moldadas por compressão de 2 mm de espessura. As placas moldadas por compressão foram preparadas com um histórico térmico definido: pressionadas a 180 °C, 20 MPa por 8 min com cristalização subsequente em água de ebulição por 30 min.[0076] Density was determined according to DIN EN ISO 1183-1:2004, Method A (Immersion) with 2 mm thick compression molded plates. Compression molded plates were prepared with a defined thermal history: pressed at 180 °C, 20 MPa for 8 min with subsequent crystallization in boiling water for 30 min.

Comparative example to

[0077] Um reator de leito fluidizado que tem a configuração mostrada na Figura 1, incluindo um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis, mas sem uma válvula borboleta instalada na linha de reciclagem a jusante do trocador de calor, foi usada para realizar a polimerização em fase gasosa do Exemplo A. Os parâmetros de projeto do reator de leito fluidizado são os seguintes: Diâmetro do reator: 4,0 m Diâmetro do circuito fechado de circulação: 0,2 m Formato cônico da grade de fluidização com um ápice de fundo.[0077] A fluidized bed reactor having the configuration shown in Figure 1, including a centrifugal compressor comprising variable guide vanes, but without a butterfly valve installed in the recycling line downstream of the heat exchanger, was used to perform the polymerization in the gas phase of Example A. The design parameters of the fluidized bed reactor are as follows: Reactor diameter: 4.0 m Diameter of the closed circulation circuit: 0.2 m Conical shape of the fluidization grid with a bottom apex .

[0078] O reator de leito fluidizado foi projetado para ser operado com uma velocidade de fluidização dentro do reator de leito fluidizado de 0,9 m/s.[0078] The fluidized bed reactor was designed to be operated with a fluidization speed within the fluidized bed reactor of 0.9 m/s.

[0079] 1,2 kg/h de um catalisador Ziegler-Natta, que tinha sido preparado de acordo com o exemplo 13 do documento número WO 2004/106388 A1 com uma razão de fornecimento molar de doador de elétron/Ti de 8, foram fornecidos com o uso de 25 kg/h de propano líquido para um primeiro vaso de pré-contato agitado, no qual também tri-isobutilalumínio (TIBA), cloreto de dietilalumínio (DEAC) e tetra- hidrofurano (THF) foram dosados. A razão em peso entre tri- isobutilalumínio e cloreto de dietilalumínio foi 7:1. A razão em peso entre as alquilas de alumínio e o catalisador sólido foi 10:1. A razão em peso entre as alquilas de alumínio e THF foi 10:1. O primeiro vaso de pré-contato foi mantido a 50 °C com um tempo de permanência de 10 minutos. A suspensão de catalisador do primeiro vaso de pré-contato foi continuamente transferida para um segundo vaso de pré-contato agitado, que também foi operado a 50 °C com um tempo de permanência de 60 minutos. A suspensão de catalisador ativado foi então continuamente introduzida no reator de leito fluidizado.[0079] 1.2 kg/h of a Ziegler-Natta catalyst, which had been prepared according to example 13 of document number WO 2004/106388 A1 with an electron donor/Ti molar supply ratio of 8, was supplied using 25 kg/h of liquid propane to a first stirred pre-contact vessel, in which also tri-isobutylaluminum (TIBA), diethylaluminum chloride (DEAC) and tetrahydrofuran (THF) were dosed. The weight ratio between triisobutylaluminum and diethylaluminum chloride was 7:1. The weight ratio between aluminum alkyls and solid catalyst was 10:1. The weight ratio between aluminum alkyls and THF was 10:1. The first pre-contact vessel was maintained at 50 °C with a residence time of 10 minutes. The catalyst suspension from the first pre-contact vessel was continuously transferred to a second stirred pre-contact vessel, which was also operated at 50 °C with a residence time of 60 minutes. The activated catalyst suspension was then continuously introduced into the fluidized bed reactor.

[0080] A produção de um polietileno foi iniciada com um reator vazio; isto é, com um reator que não continha partículas de poliolefina. A velocidade de fluidização dentro do reator de leito fluidizado foi ajustada em 0,9 m/s. 24 horas após o início do fornecimento do catalisador no primeiro vaso de pré contato, o reator de leito fluidizado estava em estado estacionário. O reator de leito fluidizado operado a uma pressão absoluta de 25 bar e a uma temperatura de 80 °C. O diferencial de pressão no compressor centrífugo foi de 0,2 MPa. O gás de reação tinha a seguinte composição: etileno = 24% em mole; 1-buteno = 14% em mole; H2 = 5,5% em mole; etano = 1% em mole; propano = 55,5% em mole. O rendimento da planta foi de 16 t/h, a produtividade do catalisador foi de 10.000 g de polietileno/g de catalisador; e o tempo de permanência foi de 2,8 h.[0080] The production of polyethylene was started with an empty reactor; that is, with a reactor that did not contain polyolefin particles. The fluidization speed inside the fluidized bed reactor was set at 0.9 m/s. 24 hours after starting to supply the catalyst in the first pre-contact vessel, the fluidized bed reactor was in steady state. The fluidized bed reactor operated at an absolute pressure of 25 bar and a temperature of 80 °C. The pressure differential in the centrifugal compressor was 0.2 MPa. The reaction gas had the following composition: ethylene = 24% by mole; 1-butene = 14 mole%; H2 = 5.5% mole; ethane = 1% by mole; propane = 55.5% by mole. The plant yield was 16 t/h, the catalyst productivity was 10,000 g of polyethylene/g of catalyst; and the residence time was 2.8 h.

[0081] O polietileno resultante tinha um MFR190/2J6 de 0,95 g/10 min e uma densidade de 0,9185 g/cm3.[0081] The resulting polyethylene had an MFR190/2J6 of 0.95 g/10 min and a density of 0.9185 g/cm3.

[0082] Após dois dias de operação em estado estacionário, foi observada uma ligeira diminuição na eficiência do trocador de calor. A polimerização foi terminada e o sistema de reciclagem foi observado. Camadas de polímero na parede foram detectadas nos tubos do trocador de calor e na parede da linha de reciclagem a montante do trocador de calor. Além disso, uma pequena quantidade de pedaços foi observada dentro do trocador de calor no topo dos tubos do trocador de calor.[0082] After two days of steady-state operation, a slight decrease in heat exchanger efficiency was observed. The polymerization was completed and the recycling system was observed. Wall polymer layers were detected in the heat exchanger tubes and in the wall of the recycling line upstream of the heat exchanger. Additionally, a small amount of pieces were observed inside the heat exchanger at the top of the heat exchanger tubes.

Comparative example b

[0083] Após a limpeza do reator de polimerização, a polimerização do Exemplo Comparativo A foi repetida; no entanto, o reator de leito fluidizado foi iniciado com uma velocidade de fluidização dentro do reator de leito fluidizado de 0,7 m/s para reduzir a transferência para a linha de reciclagem. Isso resultou em um diferencial de pressão no compressor centrífugo de 0,1 MPa. 12 horas após a inicialização, o circuito de circulação foi tapado, indicando que apenas uma circulação insuficiente de partículas de poliolefina no circuito fechado de circulação se desenvolveu.[0083] After cleaning the polymerization reactor, the polymerization of Comparative Example A was repeated; however, the fluidized bed reactor was started with a fluidization velocity within the fluidized bed reactor of 0.7 m/s to reduce carryover to the recycling line. This resulted in a pressure differential across the centrifugal compressor of 0.1 MPa. 12 hours after start-up, the circulation loop was plugged, indicating that only insufficient circulation of polyolefin particles in the closed circulation loop had developed.

Example 1

[0084] Após a limpeza do reator de polimerização, a polimerização do Exemplo Comparativo A foi repetida, porém após a modificação do reator de leito fluidizado. O reator de polimerização modificado tinha a configuração mostrada na Figura 1, incluindo uma linha de reciclagem que não era apenas equipada com um compressor centrífugo que compreende pás guia variáveis, mas também que compreende uma válvula borboleta instalada a jusante do trocador de calor.[0084] After cleaning the polymerization reactor, the polymerization of Comparative Example A was repeated, but after modifying the fluidized bed reactor. The modified polymerization reactor had the configuration shown in Figure 1, including a recycling line that was not only equipped with a centrifugal compressor comprising variable guide vanes, but also comprising a butterfly valve installed downstream of the heat exchanger.

[0085] O reator de leito fluidizado foi iniciado e operado com uma velocidade de fluidização dentro do reator de leito fluidizado de 0,75 m/s, porém com uma válvula borboleta parcialmente fechada, de modo que o diferencial de pressão no compressor centrífugo era de 0,2 MPa. Não foi observado entupimento do circuito fechado de circulação.[0085] The fluidized bed reactor was started and operated with a fluidization velocity within the fluidized bed reactor of 0.75 m/s, but with a partially closed butterfly valve, so that the pressure differential in the centrifugal compressor was of 0.2 MPa. No clogging of the closed circulation circuit was observed.

[0086] A polimerização foi continuada por uma semana sem obstrução do circuito fechado de circulação ou do sistema de descarga de reator. A usina foi então fechada conforme o cronograma. A inspeção subsequente do sistema de reciclagem mostrou uma linha de reciclagem limpa e um trocador de calor limpo sem nenhuma camada superficial de polímero.[0086] The polymerization was continued for a week without obstruction of the closed circulation circuit or the reactor discharge system. The plant was then closed as per schedule. Subsequent inspection of the recycling system showed a clean recycling line and a clean heat exchanger with no polymer surface layer.

Claims

1. Gas-phase polymerization reactor for the gas-phase polymerization of olefins characterized in that it comprises at least one polymerization zone that is equipped with a recycling line for removing reaction gas from the reactor, conveying the reaction gas reaction through a heat exchanger for cooling and supplying the reaction gas back to the reactor, in which the recycling line is equipped with the heat exchanger, a centrifugal compressor comprising variable guide vanes, and a butterfly valve, and the variable guide vanes are arranged upstream of the centrifugal compressor and the butterfly valve is arranged downstream of the centrifugal compressor.

2. Reactor according to claim 1, characterized in that the recycling line has one or more side lines and the side lines branch the recycling line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and at one or more Most lateral lines are equipped with control valves to control the flow rate of the branched recycling gas in the lateral lines.

3. Reactor according to claim 1 or 2, characterized in that the butterfly valve comprises a rotational disc that has an area smaller than the cross-section of the recycling line at the location of the butterfly valve.

4. Reactor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the butterfly valve is arranged downstream of the heat exchanger.

5. Reactor according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the centrifugal compressor is disposed upstream of the heat exchanger.

6. Reactor according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that the recycling line is further equipped with a cyclone upstream of the centrifugal compressor and the heat exchanger.

7. Reactor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reactor is a fluidized bed reactor.

8. Reactor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reactor is a multi-zone circulation reactor in which a polymerization zone is a riser, in which growing polyolefin particles flow to up under conditions of transport or rapid fluidization, and another zone of polymerization is a downpipe, in which growing polyolefin particles flow downward in a densified form, in which the uppipe and downpipe are interconnected and polyolefin particles leaving the riser enter the riser and polyolefin particles leaving the riser enter the riser, thereby establishing a circulation of polyolefin particles through the riser and the riser.

9. Reactor according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the reactor is part of a reactor cascade.

10. Reactor according to claim 9, characterized in that the reactor cascade comprises a first gas phase reactor and a second subsequent gas phase reactor and a side line, which branches off the recycling line from the second gas phase reactor. gas phase, is the transfer line for transferring polyolefin particles from the first gas phase reactor to the second gas phase reactor.

11. Process for preparing an olefin polymer characterized by the fact that it comprises the homopolymerization of an olefin or the copolymerization of an olefin and one or more other olefins at temperatures of 20 to 200 ° C and pressures of 0.5 to 10 MPa in the presence of a polymerization catalyst, wherein the polymerization is carried out in the gas phase polymerization reactor according to any one of claims 1 to 10.

12. Process, according to claim 11, characterized by the fact that the polymerization is carried out at a predetermined pressure differential on the centrifugal compressor and variations in the recycling gas flow rate are carried out by varying both the position of the guide blades regarding the position of the butterfly valve.

13. Process according to claims 11 or 12, characterized in that the recycling line has one or more side lines and the side lines branch the recycling line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and the one or more side lines are equipped with control valves to control the flow rate of the branched recycle gas in the side lines and the pressure in the one or more side lines upstream of the control valves is 0.01 MPa to 0.2 MPa greater than the pressure in the recycling line downstream of the butterfly valve.

14. Process according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the polymerization is a homopolymerization of ethylene or a copolymerization of ethylene and one or more other olefins selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene and 1-octene or the polymerization is a homopolymerization of propylene or a copolymerization of propylene and one or more other olefins selected from the group consisting of ethylene, 1-butene and 1-hexene.

15. Process according to claim 14, characterized in that the resulting polyolefin is a high-density polyethylene having a density determined in accordance with ISO 1183 at 23 ° C of 0.945 to 965 g/cm3.