BRPI0409738B1 - Processo contínuo para a polimerização de olefinas em um reator de leito fluidizado - Google Patents

Description

“Processo contínuo para a polimerizaçào de olefinas em um reator de leito fluidizado".

Refere-se α presente invento a um processo para a polimerizaçào de olefinas em fase gasosa num reator de leito fluidizado. O desenvolvimento de catalisadores com alta atividade e seletividade do tipo Ziegter-Natta e, mais receniemente, do tipo metalocsno. levou ao uso comum em escala industrial de processos em que a polimerizaçào de olefinas ê executada em um meio gasoso na presença de um catalisador sólido. Um exemplo de ditos processos de polimerizaçào em fase gasosa envolve o uso de um reator de leito fluidizado em que um leito de partículas de polímero è mantido no estado fluidizado pelo fluxo ascendente de monômero gasoso Durante a polimerizaçào, o polímero fresco ê gerado pela polimerizaçào catalítica do monômero e o produto polimérico è contínuamente retirado para manter o leito em um volume constante. Os processos industriais empregam uma placa de distribuição para distribuir o gás fluidizante ao leito e para atuar como suporte para o leito quando o suprimento de gás é interrompido. O produto polimérico è geralmente retirado do reator através de um duto de descarga disposto na porçào inferior do reator, próximo ã placa de distribuição. O leito fluidizado compreende um leito de partículas de polímero em crescimento e partículas de catalisador. A mistura de reação é mantida numa condição fiuitíizada peto fluxo ascendente continuo de um gás fluidizante que compreende gás reciclado e monômero de composição. O gás fluidizado entra no fundo do reator e è passado através da placa de distribuição para o feito fluidizado. A polimerizaçào de olefinas ê uma reação exotèrmica e portanto é necessário prover meios para resfriar o leito e remover o calor de polimerizaçào. Na ausência de tal meio de resfriamento, o leito aumentaria sua temperatura até, por exemplo, o catalisador se tornar inativo ou as partículas de polímero estarem parcialmente fendidas. Numa polimerizaçào de leito fluidizado, o método preferido para remover o calor de polimerizaçào è pela alimentação ao reator de polimerizaçào de uma corrente de gás de reciclagem a uma temperatura menor que a temperatura de polimerizaçào desejada Tal corrente de gás, ao passar através do leito fluidizado, permite retirar o calor de polimerização. A corrente de gás cie reciclagem è retirada a partir da zona superior do reator, resfriada pela passagem através de um trocador de calor externo e então é reciclada ao reator A temperatura do gás de reciclagem pode ser ajustada no trocador de calor para manter o leito fluidizado na temperatura de polimerizaçào desejada. De acordo com este método de resfriamento de reator, a corrente de gás de reciclagem geralmente compreende, além dos monõmeros gasoso, também gases inertes e diluentes, tais como propano, e agentes gasosos de transferência de cadela, tais como hidrogênio Assim, a comente de gás de reciclagem serve para fornecer o monômero ao leito, para fluidizar o feito e também para manter o leito na temperatura desejada. Os monômeros consumidos pela reação de polimerização são normalmente substituídos pela adição de gás de composição à corrente de gás de reciclagem. É bem sabido que o rendimento por espaço-tempo, em termos de peso de polímero produzido por unidade de volume de reator e por unidade de tempo, num reator de leito fluidizado a gás comercial, é limitado pela taxa máxima em que o calor de polimerização pode ser retirado do reator. A taxa de remoção de calor pode ser aumentada, por exemplo, pelo aumento da velocidade do gás de reciclagem e/ou pela redução da temperatura do gás de reciclagem. Entretanto, há um limite para a velocidade do gás de reciclagem que pode ser empregada na prática industrial. Além deste limite, o leito pode se tornar instável ou mesmo subir pelo reator junto com a corrente de gás, levando ao bloqueio da linha de reciclagem e dano ao compressor de reciclagem de gás. Também há um limite em quanto o gás de reciclagem pode ser resfriado na prática. Isto é determinado primeiramente por considerações econômicas, e na prática é determinado pela temperatura da água de resfriamento industrial disponível no local. O resfriamento pode ser empregado, se desejado, mas isto se adiciona aos custos de produção.

Assim, na prática comercial, o uso de gás reciclado resfriado como único meio para remover o calor de polimerização do reator de leito fluidizado tem a desvantagem de limitar a máxima taxa de produção. A fim de superar esta desvantagem, foram sugeridos métodos diferentes para remover o calor de polimerização a partir de um processo de polimerização em leito fluidizado. A patente EP 89 691 se refere a um processo para aumentar o rendimento por espaço-tempo em um processo contínuo de leito fluidizado a gás para a polimerização de olefinas. De acordo com esta patente, a corrente de gás de reciclagem é intencionalmente resfriada até uma temperatura abaixo do ponto de orvalho da corrente de gás de reciclagem para produzir uma mistura de duas fases líquido/gás sob condições em que a fase líquida de dita mistura permanece suspensa na fase gasosa de dita mistura. O calor de polimerização é removido pela introdução de dita mistura de duas fases num reator em um ponto na região inferior do reator, e mais preferencialmente no fundo do reator para garantir a uniformidade da corrente de fluido ascendente que passa através do leito fluidizado. A evaporação da fase líquida ocorre dentro do leito de polimerização e isso garante uma remoção mais efetiva do calor de polimerização. Esta técnica é referida como operação em "modo de condensação". Pela operação em "modo de condensação", a capacidade de resfriamento da corrente de reciclagem é aumentada tanto pela vaporização dos líquidos condensados suspensos na corrente de reciclagem como pefo resultado do maior gradiente de temperatura entre a corrente de reciclagem entrante e o reator. A descrição da patente EP 89 691 menciona que a quantidade de líquido condensado contido na fase gasosa não deve exceder cerca de 20% em peso e provavelmente não deve exceder cerca de 10% em peso, desde que a velocidade da corrente de reciclagem de duas fases seja alta o bastante pare manter a fase líquida em suspensão no gás e para suportar o leito fluidizado no reator. O sistema de reciclagem descrito nesta patente é tal que todo o líquido condensado é introduzido na região infe- rior do leito fluidizado. Como consequência, a capacidade de resfriamento da corrente de reciclagem na região superior do leito fluidizado é muito baixa. A patente US 4 588 790 também se refere a um processo para a polimerização de olefinas num reator de leito fluidizado pela operação em "modo de condensação". Esta patente lida com o problema do arraste de partículas sólidas na corrente de reciclagem. As partículas poliméricas menores, também chamadas de "fi- nos", são arrastadas pela corrente gasosa e são recicladas ao reator juntamente com a fase líquida de modo que podem criar uma "lama" indesejável dentro do leito fluidizado.

Esta "lama" pode ser formada pelo umedecimento dos finos, sua aglomeração e acu- mulação como "blocos" em regiões de velocidade relativamente baixa no sistema, por exemplo, próximo da placa de distribuição de gás. A fim de minimizar a formação de "lama", a descrição da patente US 4 588 790 menciona que a razão em peso de líquido pare sólidos na corrente de reciclagem não deve ser menor que 2:1. Quanto major for esta razão, menor será a probabilidade de formação de blocos quando for adotado o "modo de condensação". A respeito da introdução do líquido condensado no leito flui- dizado, este patente descreve a possibilidade de partir a mistura de duas fases em correntes mais separadas, e algumas delas podem ser introduzidas diretamente no leito fluidizado. Entretanto, os gases introduzidos abaixo do leito fluidizado devem ser sufi- cientes para suportar o leito fluidizado e para mantê-lo numa condição de fluidização.

Consequentemente, a porção maior da mistura de duas fases gás/líquido deve neces- sariamente ser alimentada em um ponto abaixo do leito fluidizado: esta limitação torna ineficaz a capacidade de resfriamento da corrente de reciclagem na região superior do leito fluidizado. A patente EP 699 213 se refere a um processo continuo de leito fluidizado pare a polimerização de olefinas no modo de condensação. De acordo co, esta patente, após o resfriamento da corrente de reciclagem a uma temperatura abaixo do ponto de orvalho, pelo menos parte do líquido condensado é separado pela fase gasosa e introduzido diretamente no leito fluidizado. A fim de ganhar o máximo beneficio em termos de resfriamento do leito fluidizado, o líquido separado deve ser introduzido na região do leito que tenha substancialmente atingido a temperatura da corrente gasosa que sai do reator. A introdução de um líquido separado pode ser execu- tada em uma pluralidade de pontos dentro desta região do leito fluidizado, e estes pon- tos podem estar em diferentes alturas dentro desta região. Par exemplo, os pontos de introdução do líquido no leito fluidizado podem estar aproximadamente de 50 a 70 cm acima da grade de fluidização. São necessários meios de injeção, preferencialmente bocais, dispostos de tal forma que se projetem substancialmente verticalmente para dentro do leito fluidizado ou que possam ser dispostos de modo que se projetem a partir das paredes do reator numa direção substancialmente horizontal. A presença de ditos meios de injeção podería causar turbulência indesejável e um risco sério de obstrução devido à criação de pontos mortos na vizinhança dos bocais ou meios similares de injeção. Uma outra desvantagem deste processo é devida ao fato que é necessário equipamento adicional na linha de reciclagem para separar o líquido condensado da fase gasosa, em particular separadores ciclônícos, separadores de gás-líquído do tipo desumidificador, ou escovas líquidas. Além disso, deve ser provida uma bomba à jusante do separador a fim de permitir a injeção do líquido separado ao longo do eixo do leito fluidizado. Como consequência, o sistema de reciclagem descrito nesta patente aumenta os custos da instalação e a complexidade de ajuste da instalação. O processo descrito na patente US 6 306 981 também requer uma etapa de separação em que pelo menos parte do líquido condensado é separado da fase gasosa por meio de um separador. De acordo com os ensinamentos desta patente, o líquido separado é transferido por uma bomba ao reator e é introduzido perifericamente na porção superior do leito fluidizado num local próximo às paredes do reator. É formado um filme de líquido que flui para baixo ao longo das paredes do reator. A vaporização de dito filme líquido resfria a região superior do leito fluidizado sem causar uma turbulência indesejável na região central do leito fluidizado. O processo descrito nesta patente melhora o nível de resfriamento do leito fluidizado, entretanto também neste caso ambos separador de gás/iíquido e a bomba ao longo da linha de reciclagem aumentam os custos da instalação e a complexidade de ajuste da instalação.

De acordo com a patente EP 825 204, a mistura gás/líquido obtida pelo resfriamento da corrente de reciclagem é transferida para o fundo de um reator de leito fluidizado, onde o líquido condensado é separado da corrente gasosa num separador que é integral com o reator de leito fluidizado. O líquido é retirado do fundo de dito separador integral e é introduzido na parte inferior do leito fluidizado. Este processo também requer o uso de meios de injeção, preferencialmente bocais, dispostos de forma a se projetarem substancialmente verticalmente para dentro do leito fluidizado ou para se projetarem a partir das paredes do reator numa direção substancialmente horizontal. A presença de ditos meios de injeção causa turbulência indesejável e risco sério de obstrução devido à criação de pontos mortos na vizinhança dos bocais ou outros meios de injeção. Além disso, este processo também requer a presença de uma bomba a jusante do separador integral, para introduzir o líquido condensado dentro do leito fluidizado e para manter uma contínua circulação e agitação de líquido no fundo do separador integral.

Seria desejável melhorar o processo descrito na patente EP 825 204 evitando o uso de meios de injeção diretamente projetantes para dentro do leito fluidizado de partículas poliméricas e, ao mesmo tempo, simplificando o equipamento envolvido na linha de reciclagem. Foi agora descoberto que uma disposição particular na linha de reciclagem da mistura de gás/líquido permite obter um resfriamento mais efetivo de um reator de leito fluidizado com as vantagens de reduzir a complexidade de configuração da instalação e evitando o uso de meios de injeção diretamente projetantes para dentro do leito fluidizado. É um objetivo do presente invento um processo contínuo para a polimerização de olefinas em um reator de leito fluidizado, dito processo compreendendo passar continuamente uma corrente gasosa compreendendo um ou mais monômeros α-olefínicos através do leito fluidizado na presença de um catalisador de polimerização sob condições reativas, retirar o produto polimérico e os fluidos não reagidos do reator, resfriar parte de ditos fluidos não reagidos abaixo do ponto de orvalho para formar uma mistura de duas fases de gás e líquido condensado e reintroduzir dita mistura de duas fases no reator, o processo sendo caracterizado pelo fato que dita mistura de duas fases é reintroduzida sob a placa de distribuição do reator de modo que uma parte de líquido condensado seja separada do gás e seja sucessivamente alimentada acima do leito fluidizado através de um tubo externo que conecta o fundo do reator a um ponto situado acima do limite superior do leito fluidizado de partículas poliméricas.

No presente invento, o termo "tubo externo" deve ser entendido como um tubo que corre por fora do reator de leito fluidizado, a entrada de dito tubo sendo colocada no fundo do reator, a saída de dito tubo sendo colocada acima do leito fluidizado de partículas poliméricas.

De acordo com uma forma de realização do presente invento, a mistura de duas fases, formada pelo resfriamento dos fluidos não reagidos a uma temperatura abaixo do ponto de orvalho, é reintroduzida no reator de leito fluidizado ao longo de uma direção que é tangencial às paredes do reator. Devido a esta entrada tangencial, uma parte de líquido condensado é separada do gás por um "efeito centrífugo envolvido na zona subjacente à placa de distribuição. Geralmente, o ponto de entrada da mistura de duas fases no reator é situado próximo e logo abaixo da placa de distribuição a fim de explorar todo o espaço subjacente à placa de distribuição para executar a separação acima.

De acordo com uma outra forma de realização, a separação acima é alcançada por meio de um ou mais defletores dispostos próximo ao ponto de reintrodução da mistura de duas fases no reator. Neste caso, parte do líquido condensado é separada do gás pela coalescência de gotículas de líquido em ditos defletores e consequente queda por gravidade.

Em ambas as formas de realização, o líquido separado é coletado no fundo da zona subjacente à placa de distribuição antes de entrar no tubo externo. A quantidade de líquido que entra no tubo externo está geralmente compreendida na faixa de 20 a 50% em peso do líquido condensado total. Por outro lado, a parte restante do líquido condensado, geralmente compreendida entre 50 e 80% em peso do líquido condensado total, entra no leito fluidizado passando através das fendas da placa de distribuição. É executada somente uma separação parcial e bruta do liquido a partir do gás na zona do reator subjacente à placa de distribuição, de modo que uma mistura de duas fases enriquecida em líquido é coletada na proximidade da entrada do tubo externo e corre através de dito tubo, enquanto que uma mistura de duas fases enriquecida em gás passa através da placa de distribuição. Esta última provê o gás de fluidização necessário para manter o leito polimérico num estado de fluidização.

Muitas vantagens podem ser realizadas pela execução do processo de acordo com o presente invento. Em primeiro lugar, a introdução de líquido condensado acima do leito fluidizado melhora o resfriamento da região superior do leito fluidizado sem causar qualquer turbulência e interferência com as condições de fluidização do leito polimérico. Simultaneamente, a parte restante de líquido condensado se move para cima através da placa de distribuição para efetuar um bom resfriamento da região inferior do leito. A fim de obter estas vantagens, é essencial dispor um tubo conectando o fundo do reator a uma região do reator situada sobre o leito fluidizado.

De acordo com o presente invento, o líquido flui para cima no tubo externo sem precisar de dispositivos bombeantes. De fato, o gradiente de pressão Δρ existente entre a zona subjacente à placa de distribuição e a zona sobrejacente ao leito fluidizado de polímero causa o fluxo livre do fluido para cima ao longo de dito tubo. De uma forma desconhecida pelas formas de realização do estado da técnica, dito gradiente de pressão, que se torna disponível pelo compressor de reciclagem, pode ser explorado para introduzir o líquido condensado no reator sem usar bombas adicionais ou dispositivos similares.

Como é sabido, um reator de leito fluidizado inclui em seu topo uma zona de redução de velocidade que geralmente tem diâmetro maior em comparação com o diâmetro da porção do leito fluidizado do reator. Na saída do tubo externo, o líquido é preferencialmente introduzido no reator de leito fluidizado num ponto situado acima do limite superior do leito fluidizado e abaixo da zona de redução de velocidade. O líquido pode ser simplesmente vertido sobre o topo do leito fluidizado ou pode ser aspergído sobre o topo do leito fluidizado por meio de dispositivos de injeção, tais como uma pluralidade de bocais. Podem ser providos um ou mais pontos de ali- mentação dispostos ao longo da circunferência sobrejacente ao leito fluidizado. É preferido operar de tal forma que seja estabelecido um fluxo de líquido dentro do tubo externo, enquanto que a seção central dele é preferen- cialmente ocupada pelo fluxo ascendente de gás. Operando assim, o líquido estrita- mente adere às paredes do tubo para reduzir a probabilidade de entupimento do tubo. A fim de formar dito filme anular líquido, o diâmetro externo do tubo deve ser adequada- mente escolhido levando-se em conta a taxa de fluxo de líquido e o gradiente de pressão Δρ existente entre a entrada e a saída do tubo externo. Foi descoberto que a formação do dito fluxo anular de líquido é favorecida quando o líquido que entra no tubo externo está numa quantidade compreendida de 10 a 20% em peso em relação à quantidade de gás que entra no dito tubo. Com relação ao diâmetro do tubo externo, este parâmetro é geralmente escolhido num valor de menos de 0,15 DR, em que DR é o diâmetro do reator de leito fluidizado. Acima deste limite superior, uma quantidade excessiva de gás entra no tubo externo e, como consequência, o gás que passa através da placa de distribuição não é suficiente para suportar o leito fluidizado de polímero. Uma faixa adequada para o diâmetro do tubo externo é de 0,01 a 0,15 DR, preferencialmente de 0,02 a 0,08 DR.

Uma vantagem adicional do presente invento é que o efeito centrífugo envolvido pela entrada tangencial da corrente de reciclagem favorece uma concentração de "finos" reciclados na parte do fundo do reator, de modo que a maioria dos finos seja forçada a percorrer o tubo externo. Como consequência, o pro- cesso de acordo com o presente invento permite contornar os "finos" para a região superior do reator de leito fluidizado, minimizando com isso a quantidade de finos des- carregada pela válvula de descarga de produto situada na região de fundo do reator de leito fluidizado. Fazendo isso, pode ser aumentado o rendimento do catalisador.

De acordo com o presente invento, a corrente gasosa que é continuamente passada através do leito fluidizado compreende um ou mais monômeros α-olefínicos. Os monômeros a-olefínicos adequados são aqueles de fórmula CH2=CHR, em que R é hidrogênio ou um radical hidrocarboneto tendo de 1 a 12 átomos de carbono.

Dita corrente gasosa também pode incluir um ou mais alcanos ou cicloalcanos como gases inertes de condensação. Preferencialmente são usados alcanos ou cicloalcanos C4-C8 como gases inertes condensáveis, em particular butano, pentano ou hexano.

Geralmente, o gás de reciclagem é resfriado a uma tem- peratura abaixo do ponto de orvalho ate um ponto em que seja formada uma quantidade de líquido condensado não excedendo 20% em peso da quantidade total de líquido e gás. Preferencialmente, a quantidade de líquido condensado não excede 12% em peso da quantidade total de líquido e gás. O líquido condensado vem dos monômeros condensáveis, p.ex., propileno, buteno-1, hexeno-1, octeno e dos gases inertes condensáveis, p.ex. propano, butano, pentano ou hexano. O presente invento será agora descrito em detalhes com relação às figuras 1 e 2 anexas, que são dadas para fins ilustrativos, não limitando o escopo do presente invento. A fig. 1 mostra um reator de leito fluidizado compreendendo um corpo de reator (1) incluindo um leito fluidizado (2) de polímero, uma placa de fluidização (3) e uma zona de redução de velocidade (4). A zona de redução de velocidade (4) geralmente tem diâmetro maior em comparação com o diâmetro da porção do leito fluidizado do reator. A corrente gasosa que deixa o topo da zona de redução de velocidade (4) compreende, além dos monômeros não reagidos, também os gases inertes condensáveis, tais como isopentano, bem como gases inertes não condensáveis, tais como nitrogênio. Dita corrente gasosa é comprimida, resfriada e reciclada para o fundo do reator de leito fluidizado: a partir do topo da zona de redução de velocidade (4), a corrente gasosa é transferida via uma linha de reciclagem (5) para um compressor (7) e então para um trocador de calor (8). Se for apropriado, a linha de reciclagem (5) é equipada com uma linha (6) para alimentar monômeros, reguladores de peso molecular e, opcionalmente, gases inertes. Passando através do trocador de calor (8), a corrente gasosa é resfriada abaixo de seu ponto de orvalho para formar uma mistura de duas fases de gás e líquido condensado. Dita mistura de duas fases obtida na saída do trocador de calor é transferida para o fundo do reator de leito fluidizado através da linha (9), O ponto de entrada da linha (9) no reator é situado logo abaixo da placa de distribuição (3) e a direção da entrada de dita linha (9) é tangencial à parede do reator.

Dita entrada tangencial favorece um "efeito centrífugo" na zona subjacente à placa de distribuição (3) para que parte do líquido contido na mistura de duas fases seja coletada na parte de fundo de dita zona. Como conseqüência, uma mistura de gás/líquido enriquecida em líquido flui através do tubo externo (10), enquanto que uma mistura de líquido/gás enriquecida em gás passa através das fendas da placa de distribuição (3).

Desta forma, é garantida uma quantidade de fluxo de gás ascendente suficiente para manter o leito em uma condição fluidizada. A entrada do tubo externo (10) é disposta na extremidade de fundo do reator de leito fluidizado enquanto que a saída do tubo (10) é situada acima do limite superior do leito fluidizado (2) e abaixo da zona de redução de velocidade (4).

Nenhum dispositivo de bombeamento é exigido para garantir o fluxo de líquido condensado para cima no tubo externo (10). Na saída do tubo externo (10), o líquido é aspergido sobre o topo do leito fluidizado (2) por meio de dispositivos de injeção (não mostrados).

Geralmente, os vários componentes catalíticos são alimentados ao reator através de uma linha (11) que está preferencialmente disposta na parte inferior do leito fluidizado (2). O polímero pode ser descarregado através de uma linha (12) disposta no fundo do leito fluidizado (2). Os monômeros de composição também podem ser introduzidos no reator na forma líquida ou gasosa via linha (13). A fig. 2 é uma vista em corte do corpo do reator (1) num nível situado logo abaixo da placa de distribuição (3) em correspondência com o ponto de entrada da linha (9) no reator: como mostrado, a direção da entrada da linha (9) é tangencial à parede do reator. O processo de acordo com o presente invento é operado com uma velocidade de gás no leito fluidizado que deve ser maior ou igual àquela exigida para a fluidização do leito. A polimerização é preferencialmente executada usando uma velocidade de gás na faixa de 40 a 100 cm/s, mais preferencialmente de 50 a 80 cm/s. A placa de distribuição (3) pode ser de projeto convencional, por exemplo, uma placa plana ou em forma de prato perfurada por uma pluralidade de fendas distribuídas mais ou menos uniformemente por toda sua superfície. As fendas de formato retangular e tendo uma abertura grande, por exemplo 12 x 40 mm, são preferencialmente adotadas no presente invento: estas fendas cuidam da passagem de um gás contendo gotículas de líquido suspenso.

Como pode ser facilmente entendido a partir da forma de realização mostrada na fig. 1, as vantagens notáveis do processo de acordo com o presente invento em termos de resfriamento do reator são obtidas simplificando o equipamento disposto ao longo da linha de reciclagem, que compreende somente um compressor e um trocador de calor, e evitando o uso de meios de injeção de líquido condensado que se projetam diretamente para dentro do leito fluidizado. O processo de acordo com o presente invento é particularmente adequado para a fabricação de polímeros ou copolímeros de a-olefinas, tais como polietileno de alta-densidade (HDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polipropileno (PP), copolímeros estatísticos (RACO) de etileno e proplleno, e de etileno ou propileno com outras α-olefinas, borrachas de etileno-propileno (EPR), borrachas de etileno-propileno-dieno (EPDM), copolímeros heterofásicos (HECO). A polimerização é geralmente executada numa pressão de entre 0,5 e 6 MPa e a uma temperatura de entre 30 e 130°C. Por exemplo, para a produção de LLDPE, a temperatura está adequadamente na faixa de 80 a 90°C e para HDPE a temperatura está tipicamente de 85 a 105°C, dependendo da atividade do sistema catalítico. O processo de polimerização descrito com isso não está restrito ao uso de qualquer família particular de catalisadores de polimerização. O presente invento é utilizável em qualquer reação exotérmica de polimerização que empregue qualquer catalisador, seja ele suportado ou não, independentemente dele estar numa forma pré-polimerizada. A reação de polimerização pode ser executada na presença de um sistema catalítico do tipo Ziegler-Natta. Os sistemas catalíticos Ziegler-Natta são sistemas catalíticos sólidos compreendendo o produto de reação de: A) um componente sólido compreendendo um composto de titânio suportado em um haleto de magnésio na forma ativa e opcionalmente um composto doador de elétrons (doador interno); B) um composto alquilalumínio, opcionalmente na presença de um composto doador de elétrons (doador externo).

Os compostos de titânio adequados são os haletos de Ti (tais como TÍCI4, TiCI3), alcoolatos de Ti, haloalcoolatos de Ti. Tais sistemas catalíticos de alta atividade são capazes de produzir grandes quantidades de polímero num tempo relativamente curto evitando a etapa de remover resíduos de catalisador do polímero.

Outros catalisadores utilizáveis são os catalisadores baseados em vanádio, que compreendem 0 produto de reação de um composto de vanádio com um composto de alumínio, opcionalmente na presença de um composto orgânico halogenado. Opcionalmente, 0 composto de vanádio pode ser suportado em um suporte inorgânico, tal como sílica, alumina, cloreto de magnésio. Os compostos adequados de vanádio são VCI4, VCI3, VOCI3, acetilacetonato de vanádio.

Outros catalisadores adequados são catalisadores de sítio único, i.e., compostos de um metal pertencente aos grupos de MIA a VIIIA (notação IUPAC) da Tabela Periódica dos Elementos, incluindo os elementos pertencentes ao grupo das terras raras, ligados com uma ligação π a um ou mais anéis do tipo ciclopentadienila, utilizados com um composto ativante adequado, geralmente um alumoxano, tal como aqueles descritos na patente EP 129 368. Como um exemplo de catalisadores de sítio único, podem ser usados os catalisadores de "geometria restringida", tais como aqueles escritos na patente EP 416 815. Os catalisadores bem conhecidos de geometria restringida são descritos nas patentes EP-A-0 416 815, EP-A-0 420 436, EP-A-0 671 404, EP-A-0 643 066 e WO-A-91/04257. Os complexos metalocênicos podem ser citados como catalisadores de sítio único, tais como aqueles descritos nas patentes WO 98/22486, WO 99/58539, WO 99/24446, US 5 556 928, EP 485 822, EP 485 820, US 5 324 800 e EP-A-0 129 368. Os metalocenos heterocíclicos, tais como aqueles descritos nas patentes WO 98/22486 e WO 99/24446, também podem ser usados.

Outros catalisadores utilizáveis são aqueles baseados em compostos de cromo, tais como óxido de cromo sobre sílica, também conhecidos como catalisadores de Phillips. 0 catalisador pode ser adequadamente empregado na forma de um pó pré-polimerizado preparado previamente durante um estágio de pré- polimerização com a ajuda de um catalisador como descrito acima. A pré-polimerização pode ser executada por qualquer processo adequado, por exemplo, polimerização em um difuente hidrocarboneto líquido ou em fase gasosa, usando um processo em lotes, um processo semicontínuo ou um processo contínuo.

Claims (14)

1. Processo contínuo para a polimerização de olefinas em um reator de leito fluidizado compreendendo a etapa de passar continuamente uma corrente gasosa compreendendo um ou mais monômeros α-olefínicos através do leito fluidizado na presença de um catalisador de polimerização sob condições reativas, retirar o produto polimérico e os fluidos não reagidos do reator, resfriar parte de ditos fluidos não reagidos abaixo do ponto de orvalho para formar uma mistura de duas fases de gás e líquido condensado e reintroduzir a dita mistura de duas fases no reator, ca- racterizado pelo fato que a mistura de duas fases é reintroduzida sob a placa de distri- buição do reator de modo que uma parte de líquido condensado seja separada do gás e seja sucessivamente alimentada acima do leito fluidizado através de um tubo externo que conecta o fundo do reator a um ponto situado acima do limite superior do leito flui- dizado de partículas poliméricas.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato que a mistura de duas fases é reintroduzida sob a placa de distribuição ao longo de uma direção que é tangencial às paredes do reator.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizado pelo fato que a parte de líquido condensado é separada do gás por um efeito centrifugo.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato que a parte de líquido condensado é separada do gás por coalescência de gotículas de líquido e consequente queda por gravidade.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 4, caracterizado pelo fato que o líquido separado é coletado no fundo da zona subjacente à placa de distribuição antes de entrar no tubo externo.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 5, caracterizado pelo fato que o líquido que entra no tubo externo está compreendido na faixa de 20 a 50% em peso do líquido condensado total.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracteri- zado pelo fato que o líquido flui para cima no tubo externo sem precisar de dispositivos de bombeamento.

8. Processo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, ca- racterizado pelo fato que o líquido é introduzido no reator de leito fluidizado em um ponto situado acima do limite superior do leito fluidizado e abaixo da zona de velocidade

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 6 a 8, caracterizado pelo fato que o líquido é aspergido sobre o topo do leito fluidizado por uma pluralidade de bocais.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 6 a 9, caracterizado pelo fato que o líquido está em uma quantidade compre- endida entre 10 e 20% em peso em relação à quantidade de gás que entra no tubo externo.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 10, caracterizado pelo fato que o diâmetro do tubo externo é de 0,01 a 0,15 Dr, em que DR é o diâmetro do reator de leito fluidizado.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 11, caracterizado pelo fato que a parte restante do líquido condensado entra no leito fluidizado passando através da placa de distribuição.

13. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado pelo fato que a corrente gasosa que é continuamente passada através do leito fluidizado compreende um ou mais monômeros de formula CH2=CHR, em que R é hidrogênio ou um radical hidrocarboneto tendo de 1 a 12 átomos de carbono.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracte- rizado pelo fato que a corrente gasosa inclui também um ou mais alcanos ou cicloal- canos C4-C8 como gases condensáveis inertes.