BRPI0513635B1 - Método de descarga de um polímero a partir de um reator de polimerização - Google Patents

Description

Método de descarga de um polímero a partir de um reator de polimerização.

Refere-se o presente invento a um método e a um aparelho para descarregar partículas poliméricas a partir de um reator de polimerização operado continuamente. Em particular, de acordo com o presente invento, uma válvula pistão tendo um projeto funcional específico é aplicada na saída de um reator de polimerização com o objetivo de ajustar finamente a taxa de descarga de polímero a partir do reator. É sabido que a retirada do produto polimérico de um reator de polimerização pode ser executada em lote ou continuamente. Por exemplo, no caso de um reator de fase gasosa de leito fluidizado, um processo típico de descarga em lote consiste das seguintes etapas: quando o nível da superfície dentro do reator em fase gasosa sobe como resultado da polimerização, o pó de polímero é descarregado através de uma válvula abre/fecha para um tanque de saída. Uma parte do gás de fluidização que entra no tanque com o pó é reciclada por um compressor de volta ao leito fluidizado, enquanto o pó desgaseificado é recuperado e opcionalmente submetido a processamento adicional. Entretanto, algumas desvantagens sérias são associadas com a descarga em lote, que é um sistema particularmente complicado. Ele compreende várias fases e um número de válvulas abre/fecha, que tipicamente operam dezenas de vezes numa hora. Deve haver pelo menos dois sistemas de descarga, e ainda mais em grandes instalações de polimerização. Esta característica torna o sistema de descarga em lote particularmente caro como um investimento e também a manutenção é custosa. Além disso, se o sistema de descarga em lote se tornar obstruído ou se houver uma falha séria no sistema, toda a instalação de polimerização deve ser desligada. Com relação ao ponto de vista operacional, a operação descontínua do sistema de saída leva a uma flutuação distinta do nível do leito polimérico, quando um lote de polímero produzido é retirado do reator. Esta flutuação influencia a concentração de monômero e também outros parâmetros, tais como a concentração de hidrogênio e comonômeros, que tomados em conjunto têm um forte impacto sobre a qualidade do produto polimérico. A operação descontínua também envolve amplas variações de pressão na válvula de saída, exigindo assim grandes volumes a jusante da válvula a fim de reduzir qualquer oscilação de pressão.

Alguns sistemas de descarga de polímero em pó a partir de um reator de polimerização são descritos nas patentes européias EP 0006288 e EP 0245043.

Na patente EP 0006288, a descarga é efetuada via uma perna de mergulho, que passa desde o topo do reator até um ponto próximo ao fundo. A perna de mergulho é conectada a uma válvula abre/fecha, que é aberta intermitentemente. Quando a válvula está aberta, uma mistura de polímero e monômero é passada a um ciclone, onde a maioria do monômero é separada do polímero. A patente EP 0245043 ensina um aparelho para desgaseificar e peletizar poliolefinas, em que há um bocal de saída equipado com uma câmara isolada situada entre duas válvulas ativadas alternativamente. A mistura de gás e partículas sólidas, retirada do reator, é tratada num primeiro desgaseificador para separar a fase sólida de uma parte da fase gasosa que acompanha as partículas. Deve ser notado que as válvulas de controle descritas nas patentes EP 0006288 e EP 0245043 são realmente operadas intermitentemente, o que significa que não há uma corrente continua de pó de polímero através dos bocais de saída. Assim, estes sistemas são meramente sistemas de descarga em lote aperfeiçoados, tendo as desvantagens descritas acima.

Um reator de polimerização operado continuamente pode trabalhar de forma estável e confiável somente se a taxa de descarga de polímero for continuamente ajustada. De fato, mesmo as flutuações mínimas nas condições de operação (temperatura, pressão, concentração de monômeros) podem aumentar ou diminuir consideravelmente a taxa de produção de polímero; como conseqüência, é necessário um dispositivo de controle situado na linha de descarga do polímero para manter uma operação estável de um reator de polimerização.

Até agora, as válvulas pistão têm sido consideradas inadequadas para serem usadas como válvulas de controle da linha de descarga de um polímero em um reator. Estas válvulas são frequentemente usadas como válvulas abre-fecha, capazes de bloquear o fluxo de um fluido a partir de um recipiente para um tubo. A posição do pistão dentro do corpo da válvula pode causar ou não a passagem do fluido através do tubo, o pistão sendo capaz de deslizar dentro do corpo da válvula entre duas posições extremas. A primeira posição do pistão não obstrui a passagem do fluido através do tubo (posição "abre"), enquanto a segunda posição bloqueia totalmente a passagem do fluido através do tubo (posição "fecha"): posições operacionais intermediárias não são contempladas neste tipo de válvula.

Devido a este trabalho abre-fecha, as válvulas pistão são preferencialmente empregadas como válvulas de descarga em reatores operados sob pressão. Como exemplo, elas podem ser usadas num processo de polimerização em volume para executar a descarga da lama quando a pressão do reator exceder um limite superior para a segurança da instalação: esta é uma aplicação típica em que o ajuste da taxa de fluxo não é exigido.

Por esta razão, válvulas de segmentos esféricos ou válvulas do tipo rotatório excêntrico são freqüentemente usadas como válvulas de controle na saída de um reator de polimerização. Por exemplo, de acordo com a descrição da patente EP 1159305, o pó de polímero que flui livremente é continuamente retirado de um reator de leito fluidizado via um tubo de descarga, enquanto é simultaneamente monitorado o nível de superfície do leito fluidizado dentro do reator de fase gasosa. O fluxo do material polimérico através do tubo de descarga é controlado, a fim de manter um nível de leito essencialmente constante dentro do reator. Para alcançar este objetivo, o reator é dotado de um bocal de saída equipado com uma válvula de controle operada continuamente para a descarga do polímero. O sistema de descarga da patente EP 1159305 compreende um bocal de saída, uma válvula de controle e um indicador de nível do leito: válvulas esféricas, válvulas V-esfera e válvulas de mangueira são mencionadas como as válvulas de controle operadas continuamente. Ambas linha de descarga e válvula de controle tem o fluxo revertido descontinuamente com um fluxo de gás de limpeza para evitar o seu entupimento.

Deve ser notado que uma válvula do tipo esfera segmentada ou rotatória excêntrica é uma válvula em que o fluxo de fluido é regulado por um plugue {tendo um formato hemisférico com um corte especial) móvel em relação a um soquete esférico como resultado da pressão de fluido e da abertura do próprio plugue. O projeto deste tipo de válvula compreende uma zona de adução a montante do soquete esférico: portanto, se este tipo de válvula estivesse conectado diretamente ao bocal de descarga de polímero na parede do reator, surgiríam problemas sérios em dita zona de adução em caso de baixa produtividade da instalação ou quando a válvula fosse fechada. De fato, após um fechamento completo da válvula, o meio de reação e as partículas de polímero em crescimento continuariam a fluir dentro de dita zona de adução com a polimerização indesejável em dita zona e conseqüente obstrução da própria válvula. A fim de evitar esta desvantagem, uma válvula abre-fecha ou de bloqueio, tal como uma válvula pistão, é usualmente interposta entre o bocal de descarga e a válvula de controle. Portanto, uma válvula de esfera ou válvulas de tipo rotatório similar com a função de uma válvula de controle não podem ser diretamente conectadas ao bocal de descarga do reator na parede do reator e geralmente, pelo menos uma válvula abre-fecha é disposta a montante deste tipo de válvula de controle. Preferencialmente, as válvulas abre-fecha são dispostas tanto a montante quanto a jusante da válvula de controle a fim de permitir a manutenção desta válvula evitando a despressurização do reator de polimerização e dos dispositivos a jusante da válvula. Como consequência, de acordo com a técnica industrial atual, a seguinte sequência de válvulas é geralmente disposta na linha de descarga do polímero: uma primeira válvula abre-fecha, uma válvula de esfera segmentada ou válvula rotatória excêntrica como válvula de controle, e uma segunda válvula abre-fecha. Esta seqüência de válvulas na linha de descarga do reator implica em algumas desvantagens.

Primeiro, a operação correta deste número de válvulas exige rotina e manutenção extraordinária, causando assim um aumento nos custos de operação de uma instalação de polimerização.

Acima de tudo, o fluxo das partículas de polímero, antes de atingir a válvula de controle, é obrigado a passar através de uma peça relativamente longa de tubulação mais pelo menos uma válvula abre-fecha. Isto implica em que, em caso de operação a uma baixa produtividade, há um alto risco de formação de grumos de polímero dentro da tubulação ou dentro da válvula abre-fecha, uma vez que as partículas de polímero podem não ter sido suficientemente resfriadas e a reação de polimerização prossiga A probabilidade de tai evento depende do tempo de residência das partículas de polímero dentro da tubulação e da válvula abre-fecha. Substancialmente, na configuração usada atualmente (mostrada na fig. 1) a distância a ser coberta desde o polímero entre a saída do reator e o dispositivo de controle reduz a flexibilidade exigida pelas necessidades operacionais do processo.

Em vista do precedente, seria altamente desejável, num processo de polimerização, reduzir a distância entre o reator de polimerização e a válvula que controla o fluxo do polímero que sai do reator, com o objetivo de reduzir o risco de entupir a linha de descarga quando a válvula é fechada por qualquer razão (situação de emergência ou outras razões que impliquem no fechamento da válvula de descarga).

Foi agora descoberto que a inserção de uma válvula pistão na linha de descarga de polímero atuando como uma válvula moduladora permite minimizar o risco de entupir a linha de descarga, com a vantagem adicional de obter um controle preciso e imediato da taxa de fluxo de polímero descarregado do reator.

Portanto, de acordo com um primeiro objetivo, o presente invento provê um método de descarga de polímero a partir de um reator de polimerização operado continuamente, em que pelo menos um monômero é polimerizado para formar partículas de polímero, o método compreendendo ajustar a taxa de descarga das partículas de polímero por meio de uma válvula pistão tendo um elemento pistão conectado a um atuador, dito atuador sendo capaz de modular o curso do pistão dentro de dita válvula pistão. O método de acordo com o presente invento pode ser aplicado com sucesso em um processo de polimerização executado tanto em fase gasosa como em fase líquida. Pelo presente método, o controle das partículas de polímero que saem do reator é tomado mais preciso e confiável com relação ao estado da técnica. O uso de um pistão em vez de uma esfera como dispositivo de controle na saída de um reator de polimerização evita o entupimento da linha de descarga quando a válvula é fechada (i.e. em situação de emergência), minimizando assim a formação de grumos de polímero quando a instalação estiver funcionando em produtividade reduzida. Para este fim, o projeto de uma válvula pistão teve de ser submetido a algumas mudanças a fim de fazê-la operar como uma válvula moduladora. Uma modificação importante é dada pela conexão do pistão a um atuador, que é capaz de deslocar seletivamente o pistão dentro da válvula, assim modulando seu curso. A disposição estrutural da válvula pistão de acordo com o presente invento compreende: - um corpo de válvula e um elemento de pistão capaz de deslizar dentro do corpo da válvula; - um duto de descarga, e - um orifício especialmente formatado, formando a entrada de dito duto de descarga.

Preferencialmente, uma manga é inserida dentro do corpo de válvula. O elemento pistão é um cilindro sólido capaz de deslizar dentro de dita manga ou, se a manga estiver ausente, dentro do corpo da válvula. A posição do elemento pistão pode causar ou não a passagem do polímero através do duto de descarga. O eixo do duto de descarga geralmente forma um ângulo de 30 a 90° com o eixo da válvula, preferencialmente de 40 a 60°. A entrada do duto de descarga é disposta ao longo do eixo da válvula a uma distância adequada da entrada da própria válvula. O orifício especialmente formatado que forma a entrada de dito duto de descarga permite a realização de um comportamento de controle específico como explicado mais tarde.

De acordo com o método do presente invento, a válvula pistão pode ser diretamente acoplada à parede do reator na linha de descarga do polímero, de modo que as partículas de polímero suspensas em um meio de polimerização líquido ou gasoso possam entrar diretamente na válvula. Quando a válvula estiver fechada, o elemento pistão é empurrado contra a parede do reator, de modo que a extremidade da superfície do elemento pistão esteja substancialmente alinhada com a parede do reator Como consequência, nenhuma seção da válvula pode ser preenchida pelo material de polimerização, garantindo assim uma operabílidade contínua da linha de descarga. Esta é uma vantagem importante versus as válvulas de esfera usadas como válvulas de controle, em que após um fechamento completo da válvula o meio de reação e as partículas de polímero em crescimento podem continuar a fluir para a parte interna do corpo da válvula, com polimerização indesejável e conseqüente entupimento da própria válvula. O presente invento será, desde agora, descrito em mais detalhes com referencia aos desenhos anexos, que são ilustrativos e não limitativos ao escopo do presente invento. - Afig. 1 mostra a sequência de válvulas, de acordo com o estado da técnica, disposta na linha de descarga de retirada de polímero a partir de um reator de polimerização. - A fig. 2 é uma vista seccional de uma válvula pistão usada para controlar a descarga de polímero a partir de um reator de acordo com o método do presente invento: a válvula pistão é ilustrada na disposição completamente aberta. -Afig. 3 é uma vista seccional de uma válvula pistão usada para controlar a descarga de polímero a partir de um reator de acordo com o método do presente invento: a válvula pistão é ilustrada na disposição totalmente fechada. A fíg. 1 mostra a seqüência de válvulas freqüentemente disposta, de acordo com o estado da técnica, na linha de descarga (10) de retirada de polímero a partir de um reator de polimerização. O reator de polimerização é um reator de leito fluidizado (1) compreendendo um leito fluidizado (2) de polímero, uma placa de fluidização (3), uma zona de redução de velocidade (4) e uma linha de reciclagem (5) dos monómeros gasosos.

Uma válvula pistão (7) abre-fecha é interposta entre o bocal de descarga (6) e uma válvula de esfera (8) usada como válvula de controle. Uma segunda válvula pistão (9) abre-fecha é provida a jusante da válvula de esfera (8). Como está evidente a partir da fig. 1, o fluxo das partículas de polímero, antes de atingir a válvula de controle (8), é obrigado a passar através de uma peça relativamente longa de tubulação mais pelo menos uma válvula abre-fecha. Como indicado anteriormente, esta configuração do estado da técnica resulta em altos riscos de formação de aglomerados de polímero na tubulação entre o bocal de descarga (6) e a válvula de controle (8). A fig. 2 é uma vista seccional de uma válvula pistão de acordo com o método do presente invento, em que a válvula é mostrada em uma posição de operação completamente aberta. A válvula pistão é diretamente montada em flange na parede (11) de um reator de polimerização (12). A válvula compreende um corpo de válvula (13) representado pela seção hachurada, um elemento pistão (15) e um duto de descarga (18). Uma manga (14) representada em hachura cruzada, é inserida ao longo do eixo da válvula dentro do corpo da válvula (13). O elemento pistão (15) é um cilindro sólido capaz de deslizar dentro de dita manga (14) e é conectado a um atuador (16) capaz de seletivamente deslocar o pistão (15) dentro do corpo da válvula (13), modulando assim seu curso. O pistão (15) move-se axialmente através da manga (14).

Como pode ser facilmente entendido pela fig. 2, a posição relativa do pistão (15) dentro da manga (14) pode causar ou não a passagem das partículas de polímero provenientes do reator (12) através do duto de descarga (18). Um orifício (19) especialmente formatado é formado na intersecção entre a manga (14) e o duto de descarga (18), dito orifício (19) sendo a entrada do duto de descarga (18). No lado direito da fig. 2 é mostrado um perfil geométrico possível de dito orifício (19).

Para fins de clareza, por toda a presente descrição o termo extremidade (E) se referirá à extremidade do pistão (15) voltada para a parede (11) do reator. Com referência a dita extremidade (E) durante o curso do pistão, as seguintes posições de operação podem ser identificadas: - a posição (A) correspondendo a um alinhamento completo da extremidade (E) com a parede (11) do reator; - a posição (B) em que a extremidade (E) começa a descobrir o orifício (19) especiaimente formatado; -a posição (C) em que a extremidade (E) ultrapassa totalmente o orifício (19) especialmente formatado.

De acordo com o método do presente invento, o movimento do pistão (15) através da manga (14) pode identificar duas diferentes porções de curso. Numa primeira porção (AB) compreendida entre as posições (A) e (B) definidas acima, o curso do pistão não é modulado pela ação do atuador (16). Isto significa que ao longo da porção (AB) o curso do pistão é substancialmente inefetivo e a válvula pistão não provê funções de abertura ou fechamento: as posições intermediárias de (A) a (B) não são posições operacionais.

Do contrário, na segunda e sucessiva porção (BC) de curso do pistão, compreendida entre as posições (B) e (C), a posição da extremidade (E) causa diferentes níveis de abertura do orifício (19), de modo que o curso do pistão é modulado pela ação do atuador (16). Assim, a taxa de fluxo das partículas poliméricas que saem do reator de polimerização (12) é ajustada exclusivamente pelo movimento do pistão (15) em dita segunda porção (BC) do curso do pistão.

Para obter este efeito técnico, o elemento pistão (15) está mecanicamente conectado a um atuador (16) que, de acordo com a forma de realização da fig. 2, compreende um segundo pistão (17) e duas câmaras de pressurização (21) e (25). O pistão (17) do atuador (16) está associado com um posicionador de válvula (22). Naturalmente, a escolha de dito atuador não é limitativa do escopo do presente invento e qualquer atuador capaz de mover o pistão (15) para trás e para frente da válvula pode ser adotado. Por exemplo o pistão (17) do atuador (16) que pode ser acionado hidraulicamente. A forma de realização da fig. 2 contempla a conexão de uma haste (20) com um pistão (17) acionado pneumaticamente, que pode se mover para frente e para trás entre as câmaras de pressurização (21) e (25).

Como dito, o pistão (17) do atuador (16) está associado com um posicionador de válvula (22), que é um instrumento capaz de controlar a posição de um atuador para posicioná-lo exatamente como ditado pelo sinal de entrada vindo de um controlador de processo. Em particular, o posicionador (22) recebe um sinal eletrônico ou pneumático de um controlador avançado de processo (APC) e compara dito sinal com a posição do pistão (17) do atuador (16) por meio da ligação posicionadora (26). Se o sinal recebido e a posição do pistão (17) forem diferentes, o posicionador (22) envia a potência necessária, usualmente através de um fluido comprimido, para mover o pistão (17) até que a posição correta seja atingida. Geralmente, o posicionador produz uma posição de saída de acordo com um sinal de entrada de 4 a 20 mA proveniente do controlador de processo (APC).

Assim, para fechar a válvula, um fluido pressurizado, preferencialmente ar comprimido, proveniente do posicionador (22) é introduzido na câmara de pressurização (21) via linha (23).

Vice-versa, para abrir a válvula, o ar comprimido proveniente do posicionador (22) é introduzido via linha (24) na câmara de pressurização (25), enquanto o ar comprimido é simultaneamente retirado da câmara (21) via linha (23).

Qualquer variação das entradas do (APC) para o posicionador (22) envolve um movimento respectivo do pistão (17) e da haste (20) e consequentemente do elemento pistão (15) dentro do corpo de válvula (13).

Na configuração da fig. 2, a extremidade (E) está na posição (C) correspondendo a uma abertura completa da válvula.

Ao contrário, a fig. 3 é uma vista seccional da mesma válvula pistão da fig. 2 com a diferença que a extremidade (E) está completamente alinhada com a parede do reator (posição A): isto corresponde a um fechamento completo da válvula. Os mesmos elementos descritos na fig. 2 podem ser reconhecidos.

De acordo com o método para controlar a descarga de polímero do presente invento, a válvula pistão descrita pode ser vantajosamente operada como uma válvula abre-fecha quanto ao movimento do pistão (15) ao longo da porção (AB) do curso. Portanto, o posicionador (22) pode prover uma variação aguda de pressão nas linhas (23) e (24) de conexão com o atuador, para mover rapidamente a extremidade (E) da posição (A) para a posição (B) ou vice-versa.

Por exemplo, num valor (p0) prefixado convencional do sinal do (APC), a extremidade (E) pode estar na posição (A), correspondendo ao alinhamento da extremidade do pistão com a parede do reator (fechamento completo da válvula). Uma pequena variação de dito sinal, por exemplo um aumento ou diminuição de 5%, pode causar um movimento rápido do pistão (15) até descobrir o orifício (19) especialmente formatado (posição B). Como consequência, crescendo a necessidade de interromper a descarga de polímero do reator de polimerização, um fechamento completo da válvula (posição A) exigirá tempos muito curtos, da ordem de 1 a 5 segundos. Neste caso, o movimento do pistão (15) empurra rapidamente as partículas de polímero de volta ao reator, sem nenhuma chance das partículas de polímero entrarem na manga (14) e obstruírem a válvula pistão. Da mesma forma, quando o reator de polimerização for iniciado e o polímero estiver para ser descarregado, são necessários tempos muito curtos para passar de um fechamento completo da válvula para uma situação em que a taxa de fluxo de polímero descarregado começa a ser finamente controlada (posição B): este é o tempo gasto pelo polímero para cobrir a distância (AB).

Como dito, a válvula pistão do presente invento é vantajosamente operada como uma válvula moduladora quanto ao movimento do pistão (15) ao longo da porção (BC) do curso. Portanto, partindo da posição (B), o posicionador pode prover um aumento do sinal de pressão tal que a progressão do pistão ao longo da porção (BC) seja aproximadamente linear com o aumento do sinal. A posição relativa da extremidade do pistão de (B) até (C) causa níveis diferentes de abertura do orifício (19), modulando assim a taxa de fluxo de partículas de polímero que saem do reator de polimerização (12) e entram no duto de descarga (18). Para tornar efetiva dita ação de modulação o tanto quanto possível, o orifício (19) não tem um formato elíptico, como resultaria pela intersecção de dois cilindros ocos (a manga 14 e o duto de descarga 18), mas é formada com um formato especial na manga (14).

As figs. 2 e 3 mostram o perfil geométrico especial do orifício (19) formado na manga (14) em correspondência com o duto de descarga (18). Pode ser visto que uma primeira seção de dito orifício (19), e precisamente aquela mais próxima da parede do reator, tem formato em "V" e forma um triângulo com vértice em (B). Por outro lado, a porção remanescente de dito orifício (19) tem um formato em "C" substancialmente elíptico.

Em alguns casos, dependendo das necessidades de controle, o curso do pistão (15) pode ser opcionalmente parado antes da posição (C), de modo que a porção elíptica do orifício (19) possa permanecer descoberta. O formato triangular da primeira porção permite alcançar uma característica de controle quadrático. Isto revela uma vantagem, sendo dita característica de controle aproximadamente igual a percentagem: isto significa que uma aumento percentual do sinal de pressão dado pelo posicionador (22) envolve o mesmo aumento percentual da taxa de fluxo real de partículas de polímero que entram no duto de descarga (18). O formato triangular dá a vantagem adicional de proporcionar um controle mais preciso da taxa de fluxo de polímero quando uma baixa produtividade de polímero é descarregada do reator. De fato, em comparação com o formato elíptico, o formato em "V" minimiza consideravelmente a quantidade de meio de polimerização que é descarregado junto com as partículas de polímero: como conseqüência, uma quantidade menor de monômeros não reagidos deve ser recuperada e reciclada ao reator de polimerização. O meio de reação retirado juntamente com o polímero pode ser ou um líquido ou um gás, uma vez que o método do presente invento pode ser aplicado com sucesso em processos de polimerização executados tanto em fase líquida como em fase gasosa.

Naturalmente, um dispositivo para separar os monômeros não reagidos do polímero deve ser disposto a jusante da válvula pistão do presente invento. A escolha de ditos dispositivos de separação dependem do estado, líquido ou gasoso, dos monômeros a serem recuperados.

Como um exemplo de um processo de polimerização operado continuamente em uma fase líquida, o método de descarga do presente invento pode ser aplicado com sucesso a um reator de polimerização em laço, em que a polimerização de um ou mais monômeros líquidos leva à formação de uma lama de partículas de polímero.

Como exemplo de um processo de polimerização operado continuamente em fase gasosa, o método de descarga do presente invento pode ser aplicado com sucesso a um reator de polimerização tendo zonas de polimerização interconectadas como descrito na patente EP 1012195. Dito processo em fase gasosa é executado em duas zonas de polimerização, em que as partículas poliméricas em crescimento fluem através de uma primeira zona de polimerização (elevadora) sob condições de fluidização rápida, deixam dita zona elevadora e entram em uma segunda zona de polimerização (abaixadora) através da qual eles fluem numa forma densificada sob a ação da gravidade: é estabelecida uma circulação de polímero entre as duas zonas de polimerização. A válvula pistão de acordo com o presente invento pode ser adequadamente montada em flange na parede do reator em correspondência com a parte de fundo da zona abaixadora, assim alcançando todas as vantagens inerentemente dadas pelo método de descarga de polímero do presente invento. O método de acordo com o presente invento é da mesma forma adequado para ser aplicado em outros reatores de polimerização em fase gasosa, tais como reatores de leito fluidizado ou de leito agitado. É um outro objetivo do presente invento um aparelho para descarregar um polímero a partir de um reator de polimerização operado continuamente, dito aparelho tendo como principais vantagens: 1) reduzir o risco de entupir a linha de descarga de polímero; 2) executar um controle preciso e imediato da taxa de fluxo de descarga do polímero.

Portanto, o presente invento provê adicional mente um aparelho para descarregar polímero de um reator de polimerização operado continuamente, em que pelo menos um monômero é polimerizado na presença de um catalisador de polimerização, o aparelho sendo representado nas figuras 2 ou 3, compreendendo: -uma válvula pistão montada em flange na parede (11) de um reator (12) de polimerização, ou na sua proximidade, dita válvula pistão tendo um elemento pistão (15) capaz de deslizar dentro do corpo de válvula (13); - um atuador (16) conectado a dito elemento pistão (15), dito atuador sendo capaz de modular o curso do elemento pistão (15) dentro do corpo de válvula (13); - um posicionador de válvula (22) associado com dito atuador (16). A válvula pistão do aparelho de descarga do presente invento preferencialmente inclui uma manga (14) inserida dentro do corpo de válvula (13) e um duto de descarga (18) que forma um ângulo de 30° a 90° com o eixo da válvula, preferencialmente o ângulo sendo de 40° a 60° Além disso, a válvula pistão compreende um orifício (19) especialmente formatado, que é formado na intersecção entre dita manga (14) e o duto de descarga (18).

Pelas razões e vantagens explicadas acima, a primeira seção de dito orifício (19) especialmente formatado, e precisamente aquela mais próxima da parede do reator, tem formato em "V". A seção remanescente de dito orifício (19) tem um formato substancialmente elíptico.

Claims (25)

1 "Método de descarga de um polímero a partir de um reator de polimerização operado continuamente", em que pelo menos um monômero é polimerizado para formar partículas de polímero, caracterizado pelo fato de compreender ajustar a taxa de descarga das partículas de polímero por meio de uma válvula pistão tendo um elemento pistão conectado a um atuador, dito atuador sendo capaz de modular o curso do pistão dentro da dita válvula pistão.

2. "Método", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser aplicado a um processo de polimerização executado em fase gasosa.

3. "Método", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser aplicado a um processo de polimerização executado em fase líquida.

4. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato que dita válvula pistão compreende: - um corpo de válvula e um elemento pistão capaz de deslizar dentro de dito corpo de válvula; - um duto de descarga; e - um orifício especialmente formatado, formando a entrada de dito duto de descarga.

5. "Método", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que uma manga é inserida dentro do corpo de válvula.

6. "Método", de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato que dito elemento pistão é um cilindro sólido capaz de deslizar dentro de dita manga.

7. "Método", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que o eixo de dito duto de descarga forma um ângulo de 30° a 90° com o eixo da válvula.

8. "Método", de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que o eixo de dito duto de descarga forma um ângulo de 40° a 60° com o eixo da válvula.

9. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato que dita válvula pistão está diretamente montada em flange na parede de dito reator de polimerização.

10. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato que numa primeira porção (AB) do curso do pistão, compreendida entre a posição (A) (alinhamento completo da extremidade E do pistão com a parede do reator) e a posição B (em que a extremidade E do pistão começa a descobrir dito orifício especialmente formatado), o curso do pistão não é modulado pela ação de dito atuador.

11. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato que numa segunda porção (BC) do curso do pistão, compreendida entre dita posição (B) e a posição (C) (em que a extremidade E do pistão ultrapassa totalmente o orifício especialmente formatado), o curso do pistão é modulado pela ação de dito atuador.

12. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 11, caracterizado peto fato que dito atuador está associado com um posicíonador de válvula.

13. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelo fato que dito posicionador produz uma posição de saída de acordo com um sinal de entrada de 4 a 20 mA proveniente de um controlador de processo.

14. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato que dito posicionador provê uma variação aguda de pressão nas linhas de conexão com dito atuador, para mover rapidamente a extremidade E do pistão de dita posição (A) para dita posição (B) e vice-versa.

15. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato que dito posicionador provê um aumento do sinal de pressão tal que a progressão do pistão ao longo da porção (BC) do curso seja linear com o aumento do sinal.

16. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 15, caracterizado pelo fato que uma primeira seção de dito orifício especialmente formatado, aquela mais próxima da parede do reator, tem formato em "V" e forma um triângulo com vértice em (B).

17. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato que a seção remanescente de dito orifício tem um formato substancialmente elíptico.

18. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 17, caracterizado pelo fato que dito reator de polimerização operado continuamente é um reator de laço em lama.

19. "Método", de acordo com as reivindicações de 1 a 17, caracterizado pelo fato que dito reator de polimerização operado continuamente é um reator em fase gasosa tendo zonas de polimerização interconectadas.

20. "Aparelho para descarregar um polímero a partir de um reator de polimerização operado continuamente", caracterizado pelo fato de compreender: - uma válvula pistão montada em flange na parede de dito reator de polimerização ou nas proximidades, dita válvula pistão tendo um elemento pistão capaz de deslizar dentro do corpo da válvula; - um atuador conectado a dito elemento pistão, dito atuador sendo capaz de modular o curso de dito elemento pistão dentro do corpo da válvula; - um posicionador de válvula associado com dito atuador.

21. "Aparelho", de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato que dita válvula pistão compreende adicionalmente uma manga inserida dentro do corpo de válvula.

22. "Aparelho”, de acordo com as reivindicações 20 ou 21, caracterizado pelo fato que dita válvula pistão compreende adicionalmente um duto de descarga formando um ângulo de 30° a 90° com o eixo da válvula.

23. "Aparelho", de acordo com as reivindicações de 20 a 22, caracterizado pelo fato que dita válvula pistão compreende adicionalmente um orifício especialmente formatado, formado na intersecção entre dita manga e dito duto de descarga.

24. "Aparelho", de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato que a primeira seção de dito orifício especialmente formatado, aquela mais próxima da parede do reator, tem formato em "V".

25. "Aparelho", de acordo com as reivindicações 23 ou 24, caracterizado pelo fato que a seção remanescente de dito orifício tem um formato substancialmente elíptico.