BRPI0611132B1 - A polymerizer reacter vertically provided for polymerization of a polymer fused paste, and, a method for increasing the polymerization degree in a polymer fused paste - Google Patents

Description

“REATOR DE POLIMERIZAÇÃO DISPOSTO VERTICALMENTE PARA A POLIMERIZAÇÃO DE UMA MASSA FUNDIDA DE POLÍMERO, E, MÉTODO PARA AUMENTAR O GRAU DE POLIMERIZAÇÃO EM UMA MASSA FUNDIDA DE POLÍMERO” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da invenção [1] A presente invenção refere-se a um aparelho para a produção de produtos de policondensação, como poliésteres e co-poliésteres lineares. Mais particularmente, a presente invenção se refere a projetos de bandeja aperfeiçoados para o uso em reatores de polimerização orientada vertical. 2. Técnica anterior [2] Processos para produzir materiais poliméricos como poliésteres e co-poliésteres via reações de policondensação envolvem a liberação de subprodutos como os grupos funcionais poliméricos das moléculas que reagem umas com as outras para produzir moléculas de cadeia molecular mais longa. Tipicamente, é necessária a extração dessas moléculas de subproduto liberadas a partir da mistura de reação, a fim de acionar a construção molecular do polímero. Se os compostos de subproduto não forem removidos, o equilíbrio químico inibirá o comprimento da cadeia polimérica formada. Em muitos desses sistemas de reação de policondensação, o método preferido para extrair o subproduto liberado é vaporizar o subproduto para fora da mistura de reação.

[3] Vários projetos de reator e sistemas de reação de múltiplas etapas têm sido projetados e operados para facilitar a vaporização dos subprodutos e a produção associada dos materiais de policondensação. O projeto mais econômico para essas reações de policondensação (pelo menos para a produção de materiais poliméricos de peso molecular baixo a moderado) é uma série de reatores de tanque agitado. Nesses sistemas de reator grandes quantidades de materiais podem ser produzidas através do uso da agitação mecânica, caldeiras de recozer de termo-sifão, e/ou simples agitação de bolha para realçar a transferência de calor e a renovação de área de superfície de líquido-vapor. Infelizmente, a viscosidade das fusões poliméricas aumenta dramaticamente à medida que o grau de polimerização (“DP”) aumenta. Consequentemente, por causa das limitações práticas dos projetos de agitador, a alta viscosidade desses materiais diminui grandemente a capacidade de renovar as superfícies de líquido-vapor e. desse modo, diminui a eficácia de transferência de massa do reator de tanque agitado.

[4] Em adição às deficiências apresentadas acima, outros parâmetros operacionais também podem ficar restritos tios processos de policondensação. Por exemplo, temperaturas mais altas podem ser desejáveis para aumentar a cinética e a volatilidade de reação dos subprodutos de reação. A volatilidade mais alta dos subprodutos diminui a concentração de subproduto na mistura de reação, incrementando, desse modo, a reação de polimerização. Entretanto, a sensibilidade a temperatura do material polimérico às reações de degradação limita o uso de temperatura crescentememe mais alta como um meio de incrementar o grau de polimerização. De modo semelhante, a volatilidade dos subprodutos pode ser adícíonalmente aumentada por meio do uso de baixas pressões operacionais. Entretanto, o uso de pressões operacionais extremamente baixas é limitado pelo custo de se conseguir baixas pressões operacionais e a quantidade de espaço de vapor de reator necessária para impedir o carreamento de polímero para dentro da fonte de vácuo. Além do mais, a profundidade da piscina polimérica pode inibir o uso eficaz do volume de reação em reatores de policondensação de baixa pressão. Especificamente, a profundidade excessiva da mistura de reação aumenta os trajetos de difusão e convecção que os subprodutos voláteis devem viajar antes de escapar,. Além disso, à medida que a profundidade da piscina polimérica aumenta, as porções mais profundas da piscina são sujeitas a maior pressão hidrostãtíea. Pressões locais mais altas dentro do líquido inibem a formação das bolhas de subproduto, o que atrapalha a liberação dos subprodutos e, desse modo, o uso eficaz do volume de reação para incrementar a polimerização.

[5] Pelas razões apresentadas acima, aumentar o grau da polimerização exige a substituição dos reatores de tanque agitado simples por equipamento de reação especializado. Esse equipamento especializado deve superar uma ou mais das limitações operacionais notadas acima para conseguir o grau desejado de polimerização. Correntemente, há duas abordagens fundamentais para a renovação de superfície de líquido-vapor realçada que são mais bem descritos como abordagem dinâmica e abordagem estática.

[6] A primeira abordagem podería ser denominada de abordagem dinâmica, pelo fato de que ela envolve o uso de dispositivos mecânicos móveis para realçar a renovação de superfície de líquido-vapor. Como notado acima, a renovação de superfície de líquido-vapor realçada facilita a liberação dos subprodutos. Com a abordagem dinâmica, são necessárias vedações ao redor da haste ou hastes giratórias que passam através das paredes de reator. Essas vedações devem ser mantidas, a fim de impedir o ar de vazar para dentro do reator. Também com a abordagem dinâmica, à medida que o tamanho do vaso e a viscosidade do produto aumentam, o tamanho dos componentes mecânicos deve aumentar, a fim de manusear o aumento na carga. A segunda abordagem pode ser referida como a abordagem estática, pelo fato de que não são usados dispositivos móveis para a renovação de superfície de líquido-vapor. Essa última abordagem usa a gravidade em combinação com a queda vertical para criar películas poliméricas finas. Tipicamente, essas películas poliméricas fluem entre bandejas durante a queda vertical. As películas poliméricas finas combinadas com os efeitos de cisalhamento e reviravolta de superfície criados pelas películas de queda vertical acionam a reação de polimerização por meio do realce da liberação dos subprodutos.

[7] Patentes de técnica anterior que revelam o uso da gravidade em combinação com queda vertical incluem: as patentes US 5.464.590 (a patente ‘590), 5.466.419 (a patente ‘419), 4.196.168 (a patente ‘168), 3.841.836 (a patente ‘836), 3.250.747 (a patente ‘747), e 2.645.607 (a patente ‘607). Projetos de bandeja antigos usavam bandejas circulares espaçadas verticalmente (círculo completo em combinação com círculo oco, e circular segmentado) que utilizavam a maior parte da área em seção transversal do vaso. Esses reatores de bandeja circular usam uma grande porção da seção transversal horizontal do vaso de pressão disponível para o impedimento do líquido. Em alguns projetos, uma bandeja circular foi seguida por uma bandeja de círculo oco, formando, desse modo, um arranjo de disco e rosca. Desse modo, o polímero fluía sobre uma borda circular à medida que passava de bandeja para bandeja. O subproduto de gás liberado, desse modo, fluiu através de aberturas circulares e anulares. Em outros projetos, as bandejas foram segmentadas para prover uma borda reta para o polímero fluir sobre antes de cair para a outra bandeja. O projeto de bandeja segmentada também proveu a área aberta entre a borda reta sobre a qual o polímero fluiu e a parede de vaso através da qual o subproduto de gás podia passar. Com ambos os projetos, entretanto, os subprodutos vaporizados a partir das bandejas foram forçados a fluir seção transversal do mesmo espaço que o fluxo de massa fundida de polímero. Para tratar essa preocupação, o diâmetro das bandejas circulares foi feito um pouco menor do que o diâmetro do vaso de reator. O espaço anular resultante foi usado para permitir ao tráfego de vapor escapar de cada bandeja e viajar para o bocal de descarga de vapor do vaso de reator ao longo de um trajeto externo ao trajeto do fluxo de polímero. Uma deficiência dos projetos de bandeja circular simples é a existência de zonas mortas (regiões que se movem muito lentamente ou estagnadas sobre as bandejas). O polímero nessas regiões estagnadas tende a sobre-cozer, se tomar excessivamente viscoso, ligar-se cmzado e/ou degradar e, como resultado, solidificar-se lentamente. O resultado líquido é uma perda de volume de reação eficaz.

[8] A geração seguinte de projetistas mudou a forma das bandejas de circular para outras formas geométricas. Eles eliminaram as zonas mortas, que não são inteiramente eficazes como volume de reação. A eliminação das zonas mortas também aperfeiçoou a qualidade de produto, visto que as zonas mortas são regiões que produzem altos níveis de subprodutos de degradação e cor pobre devido ao sobre-cozimento do polímero. Infelizmente, essas bandejas não circulares não aumentam o uso eficaz da área em seção transversal do vaso de pressão cilíndrico.

[9] A base para as invenções mais recentes das patentes ‘590 e da patente ‘419 é uma bandeja circular que utiliza mais eficientemente a área em seção transversal de um vaso de pressão cilíndrica, embora provendo trajetos de fluxo de massa fundida de polímero que minimizam as regiões de zona morta de líquido e impedem a canalização. O resultado líquido foi um aumento de aproximadamente 40% na área de bandeja disponível para retenção de líquido quando comparada às bandejas em forma não circular. A abertura central nas bandejas proveu uma chaminé através da qual os subprodutos de vapor são removidos.

[10] Entretanto, como apresentado acima, a profundidade das piscinas poliméricas também pode inibir o uso eficaz do volume de reação a baixas pressões operacionais. A uma dada pressão operacional (nível de vácuo), o impacto da profundidade de polímero aumenta na proporção do grau de polimerização. Isso se deve à redução da força de acionamento de equilíbrio químico para a polimerização à medida que a concentração dos grupos finais de polímero é reduzida através do crescimento das cadeias de polímero. Desse modo, para se alcançar resultados aceitáveis, os mecanismos para liberar subprodutos de policondensação a partir da massa fundida de polímero devem ser adicionalmente realçados. Em graus mais altos de polimerização isso é necessário, de modo que níveis suficientemente baixos de subprodutos permaneçam na massa fundida, capacitando a polimerização a proceder de modo mais eficaz. Entretanto, um outro fator importante é que a viscosidade aumenta substancialmente à medida que a polimerização procede para graus mais altos de polimerização.

[11] A uma viscosidade suficientemente alta, as bandejas horizontais não podem conseguir a combinação desejada de ambos, alta produção de polímero quanto e profundidades de polímero rasas. Os projetos de Lewis et al. (a patente 168) conseguem um grau de controle sobre a profundidade de polímero tendo o fluxo de polímero abaixo de bandejas inclinadas. As inclinações das sucessivas bandejas são aumentadas para levar em conta a crescente viscosidade esperada do polímero à medida que ele se polimeriza ao longo de seu curso. Na presente invenção descrita aqui, superfícies substancialmente verticais são desejáveis para sistemas de polímeros com produções mais altas, e mesmo viscosidades mais altas, por causa da espessura de película reduzida através da qual o gás liberado deve passar.

[12] O projeto da patente ‘168 (bandejas de teto e calha) também conseguiu algum graus de controle sobre a profundidade de polímero dividindo a massa fundida de polímero em duas correntes iguais (com um trajeto de fluxo sendo uma imagem espelho do outro trajeto de fluxo) que atravessam do topo ao fundo do reator sobre bandejas inclinadas. A inovação de projeto de Lewis sobre bandejas inclinadas simples foi uma redução do volume de vaso de reator necessário para englobar as bandejas dentro de um ambiente de vácuo. Dividendo-se o fluxo de polímero, a dimensão vertical necessária (queda vertical) necessária para uma bandeja conseguir uma inclinação desejada e, desse modo, uma profundidade de polímero desejada, foi reduzida. A configuração de teto e calha corta o comprimento horizontal da bandeja que cada metade do fluxo de polímero deve atravessar antes de cair para a bandeja seguinte. Visto que cada metade do fluxo de polímero atravessa metade da distância horizontal, o tempo de permanência para cada uma é aproximadamente o mesmo que o de uma bandeja inclinada simples, embora usando menos altura vertical total.

[13] À medida que as taxas de produção são aumentadas, o conceito de projeto de teto e calha pode ser estendido dividindo-se as correntes de polímero em mais correstes iguais, geralmente de um modo binário - dois, quatro, oito... Desse modo, a boa utilização do volume de vaso de reator é mantida à medida que o vaso é aumentado em tamanho para acomodar a produção de polímero.

[14] Entretanto, mesmo com o projeto de bandeja de teto e calha de Lewis, a utilização do volume de vaso de reator diminui à medida que o grau de poliinerização é empurrado mais alto e/ou a transferência de massa versus janela operacional de tempo permanência é estreitada para se conseguir melhor qualidade. À medida que o grau almejado de polimerização é empurrado mais alto, a viscosidade de polímero aumenta, desse modo, para manter as mesmas exigências de profundidade de polímero são exigidas inclinações de bandeja mais íngremes. De modo semelhante, se a transferência de massa deve ser aumentada mirando-se profundidades de polímero rasas, então, são necessárias bandejas mais íngremes. Em algum ponto as bandejas se tornam essencial mente verticais (mais do que 60° de inclinação a partir da horizontal), e profundidades apreciável mente mais finas para uma dada combinação de produção e viscosidade não podem ser conseguidas mudando-se adicionalmente a inclinação. Nessa região de altas produções, profundidades rasas almejadas, e alta viscosidade, a geração de película e as estruturas de suporte de película da presente invenção descrita aqui aumentam o numero de folhas de polímero dentro de uma dada área cm seção transversal de vaso de reator, conseguindo, desse modo, altas produções e melhor transferência de massa.

[15] Conseqüentemente, há uma necessidade de projetos aperfeiçoados para geração de película e suporte de película em reatores de policondensação que tomem mais eficaz a utilização do espaço em um reator de polimerização vertical de fluxo conduzido por gravidade para combinações de alta viscosidade, alta produção e películas finas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[16] A presente invenção supera um ou mais problemas da técnica anterior provendo em um modo de realização uma montagem em feixe dos componentes internos estáticos para um reator de polimerização vertical de fluxo conduzido por gravidade para combinações de alta viscosidade, alta produção e películas de massa fundida de polímero finas. A presente invenção é um realce de projetos anteriores que também usaram a abordagem da gravidade e queda vertical para conseguir o grau desejado de polimerização. Esses projetos anteriores são revelados nas patentes US 5.464.590 (a patente ‘590), 5.466.419 (a patente ‘419), 4.196.168 (a patente ‘168), 3.841.836 (a patente ‘836), 3.250.747 (a patente ‘747), e 2.645.607 (a patente ‘607). As inteiras revelações dessas patentes são incorporadas aqui pela referência. A presente invenção provê grandes áreas de superfície sobre as quais o líquido fica em contato com a atmosfera do reator, enquanto ainda atingindo tempos de impedimento de líquido suficientes para a polimerização ter lugar, por meio dos componentes originais dentro do que será denominada “a montagem em feixe”. O vaso de reator provê um meio para controlar tanto a pressão quanto a temperatura no espaço que circunda a montagem em feixe.

[17] A montagem em feixe da invenção inclui um ou mais geradores de película estacionários. A montagem em feixe inclui adicionalmente um ou mais arranjos das estruturas de suporte de película, onde os arranjos são separados pelos geradores de película. Tipicamente, cada arranjo das estruturas de suporte de película é arranjado em uma ou mais fileiras caracterizadas por todas as estruturas de suporte de película dentro de uma fileira estando à mesma elevação (ou seja, altura). De acordo com o arranjo vertical dos componentes na montagem em feixe dentro de um vaso de reator, a massa fundida de polímero desce em cascata pelo comprimento vertical do interior de vaso.

[18] O gerador de película é qualquer dispositivo que subdivide uma corrente de polímero que flui em duas ou mais correntes fluindo independentemente com um resultante aumento no número de superfícies livres. Dividindo-se a massa fundida de polímero, ela pode ser aplicada de modo mais uniforme às estruturas de suporte de película localizadas abaixo dela. Além disso, os geradores de película criam grandes quantidades de área de superfície livre para as correntes de polímero que fluem, que são retidas e/ou estendidas pelas estruturas de suporte de película.

[19] O arranjo das estruturas de suporte de película provê superfícies sólidas sobre as quais as correntes de polímero provenientes do gerador de película fluem. Cada uma das estruturas de suporte de película tem um por lado e um segundo lado. Uma porção de cada corrente de polímero subdividida flui sobre o primeiro lado, e uma segunda porção da corrente de polímero subdividida flui sobre o segundo lado. Dessa maneira, a estrutura de suporte de película é revestida com o polímero que flui. As estruturas de suporte de película são usualmente orientadas a pelo menos 60 graus, e, de preferência, a cerca de 90 graus, a partir do plano horizontal. Uma fileira das estruturas de suporte de película pode ser criada em uma quantidade de modos. Por exemplo, uma fileira pode ser formada montando-se a uma elevação igual uma pluralidade de estruturas de suporte de película planares horizontalmente espaçadas. Para esse arranjo, o espaçamento linear ou normal entre os planos das estruturas de suporte de película adjacentes é, de preferência, constante para uma dada fileira. Altemativamente, uma fileira pode ser formada arranjando-se as estruturas de suporte de película ao redor de uma linha substancialmente vertical. Para este último caso, o espaçamento angular entre estruturas de suporte de película adjacentes, de preferência, é constante dentro de uma dada fileira. Não é exigido que as estruturas de suporte de película sejam planares. Por exemplo, um arranjo das estruturas de suporte de película pode ser criado a partir de uma série de cilindros ou elipses concêntricos. Em uma outra variação, pode ser criado um arranjo espiralando-se a estrutura de suporte de película ao redor de uma linha vertical.

[20] Opcionalmente, múltiplos geradores de película e arranjos das estruturas de suporte de película são arranjados verticalmente para formar a montagem em feixe. As fileiras arranjadas verticalmente das estruturas de suporte de película, tipicamente, têm uma fileira posicionada mais alta, uma fileira posicionada mais baixa e, opcionalmente uma ou mais fileiras posicionadas de modo intermediário. Por sua vez, cada fileira inclui uma ou mais estruturas de suporte de película que são posicionadas de modo que quando a massa fundida de polímero contata uma estrutura de suporte de película a massa fundida de polímero se move em uma direção descendente sob a força da gravidade. O arranjo das fileiras é tal que cada fileira (exceto a fileira mais baixa) transfere a massa fundida de polímero para um gerador de película ou fileira de estruturas de suporte de película verticalmente adjacente mais baixo. A presença de um gerador de película entre as fileiras das estruturas de suporte de película facilita a mudança do número, orientação, ou forma das superfícies das estruturas de suporte de película a partir de uma fileira para a fileira mais baixa subseqüente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[21] A Figura 1 é uma vista em seção transversal da montagem em feixe de um modo de realização da presente invenção mostrando os geradores de película e as estruturas de suporte de película paralelas;

[22] a Figura 2A mostra o fluxo de massa fundida de polímero para a montagem em feixe da Figura 1;

[23] a Figura 2B mostra em maior detalhe as películas de massa fundida de polímero a partir do gerador de película sobre ambos os lados de uma estrutura de suporte de película;

[24] a Figura 3A é uma viste em seção transversal da borda de topo de uma estrutura de suporte de película planar e o gerador de película acima dela, onde o gerador de película utiliza um meio tubo para dividir o fluxo de massa fundida, criar as películas e, então, direcionar as películas por cima das estruturas de suporte de película espaçadas de modo apropriado;

[25] a Figura 3B é uma vista em seção transversal da borda de topo de uma estrutura de suporte de película planar e do gerador de película acima dela, onde o gerador de película utiliza ângulos de perna iguais para dividir o fluxo de massa fundida, criar as películas e, então, direcionar as películas por cima das estruturas de suporte de película espaçadas de modo apropriado;

[26] a Figura 4A é uma vista em perspectiva de uma placa sólida em armação usada como uma estrutura de suporte de película em uma variação da invenção;

[27] a Figura 4B é uma vista em perspectiva de uma tela de malha em armação usada como uma estrutura de suporte de película em uma variação da invenção;

[28] a Figura 4C é uma vista em perspectiva de um conjunto de fios ou hastes verticais paralelos em armação usados como uma estrutura de suporte de película em uma variação da invenção;

[29] a Figura 5A é uma vista em perspectiva de uma fileira das estruturas de suporte de película utilizando superfícies planares com espaçamento angular igual;

[30] a Figura 5B é uma vista em perspectiva de um gerador de película posicionado sobre as estruturas de suporte de película da Figura 5A;

[31] a Figura 6A é uma vista em perspectiva de uma fileira das estruturas de suporte de película utilizando cilindros concêntricos;

[32] a Figura 6B é uma vista em perspectiva de um gerador de película posicionado sobre as estruturas de suporte de película da Figura 6A;

[33] a Figura 6C é uma vista em perspectiva de uma estrutura de suporte de película utilizando um arranjo em espiral;

[34] a Figura 6D é uma vista em perspectiva de um gerador de película posicionado sobre as estruturas de suporte de película da Figura 6C;

[35] a Figura 7A é uma vista em perspectiva de uma fileira das estruturas de suporte de película de placa sólida paralela em armação em uma prateleira de montagem;

[36] a Figura 7B é uma vista em perspectiva de uma fileira da tela em malha ou folha de metal perfurada para as estruturas de suporte de película em uma prateleira de montagem;

[37] a Figura 7C é uma vista em perspectiva de uma fileira do conjunto de fios, hastes ou tubos em armação para as estruturas de suporte de película em uma prateleira de montagem;

[38] a Figura 8A é uma vista em perspectiva ilustrando o empilhamento dos geradores de película e prateleiras (fileiras) das estruturas de suporte de película para formar uma montagem em feixe, com cada prateleira mantendo o mesmo tipo de estruturas de suporte de película;

[39] a Figura 8B é uma vista em perspectiva ilustrando o empilhamento dos geradores de película e prateleiras (fileiras) das estruturas de suporte de película para formar uma montagem em feixe, com cada prateleira mantendo um tipo diferente de estrutura de suporte de película; e [40] a Figura 9 é uma vista lateral de um reator de polimerização composto de um vaso que engloba a montagem em feixe da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DO(S) MODO(S) DE REALIZAÇÃO PREFERIDO(S) [41] Será feita referência agora em detalhe às composições ou modos de realização presentemente preferidos e métodos da invenção, que constituem os melhores modos de praticar a invenção presentemente conhecidos pelos inventores.

[42] Em um modo de realização da presente invenção, uma montagem em feixe adaptada para ser colocada em um reator para polimerizar um uma massa fundida de polímero é provida. Com referência às Figuras 1 e 2, esquemas em seção transversal de um modo de realização da montagem em feixe da presente invenção com ou sem fusões poliméricas são providos. A montagem em feixe 10 inclui a estrutura de suporte 12. A montagem em feixe 10 também inclui um gerador de película estacionário 14 seguido por um arranjo estacionário 24 das estruturas de suporte de película. Tipicamente, o arranjo estacionário 24 é uma fileira das estruturas de suporte de película verticais posicionadas a uma elevação substancialmente igual (ou seja, altura). Além disso, o arranjo e o gerador de película são referidos como estacionários porque eles não se movem durante a operação. O termo “estruturas de suporte de película”, como usado aqui, significa um objeto tendo uma primeira e uma segunda superfícies sobre as quais uma massa fundida de polímero pode fluir. A montagem em feixe 10 também incluirá opcionalmente um ou mais arranjos (por exemplo, fileiras) 26, 28, 30 de estruturas de suporte de película e uma ou mais fileiras adicionais de geradores de película estacionários 32, 34, 36. Quando arranjos adicionais 26, 28, 30 estão presentes, o arranjo 24 é o arranjo mais alto e o arranjo 30 é o arranjo mais baixo. Cada um dos arranjos 24-30 inclui uma ou mais estruturas de suporte de película. Em uma variação, cada um dos arranjos 24-30 inclui uma pluralidade de estruturas de suporte de película 38, 40, 42,44. Em cada um dos arranjos 24-30, a pluralidade das estruturas de suporte de película 38, 40, 42, 44 é orientada para ter superfícies sucessivas substancialmente verticais horizontalmente espaçadas com folga suficiente. “Folga suficiente”, como usado neste contexto, significa que as estruturas de suporte de película são separadas por uma distância suficiente para impedir as superfícies livres de polímero adjacentes de fundirem-se e evitar a perda resultante na área de superfície livre da massa fundida de polímero 46. Em uma variação, essas superfícies espaçadas horizontalmente também são substancialmente paralelas.

[43] Tipicamente, cada uma das estruturas de suporte de película 38, 40, 42, 44 é substancialmente vertical com um ângulo igual a, ou maior do que cerca de 60 graus entre cada estrutura de suporte de película e um plano horizontal. Em uma variação da invenção, cada estrutura de suporte de película da pluralidade das estruturas de suporte de película 38, 40, 42, 44 é substancialmente vertical com um ângulo igual a, ou maior do que cerca de 80 graus entre cada estrutura de suporte de película e um plano horizontal. Em uma outra variação da invenção, cada estrutura de suporte de película da pluralidade das estruturas de suporte de película 38, 40, 42, 44 é substancialmente vertical com um ângulo de cerca de 80 a, de preferência, cerca de 90 graus entre cada estrutura de suporte de película e um plano horizontal. Em ainda uma outra variação da invenção, cada estrutura de suporte de película da pluralidade das estruturas de suporte de película 38, 40, 42, 44 é substancialmente vertical com um ângulo de cerca de 90 graus entre cada estrutura de suporte de película e um plano horizontal. Cada estrutura de suporte de película da pluralidade das estruturas de suporte de película 38-44 é posicionada de modo que quando a massa fundida de polímero 46 contata uma estrutura de suporte de película da pluralidade de estruturas de suporte de película 38-44, a massa fundida de polímero 46 se move em uma direção descendente sob a força da gravidade. Além disso, Além disso, quando arranjos adicionais 26, 28, 30 estão presentes, cada arranjo dos arranjos arranjados verticalmente 24, 26, 28 transfere massa fundida de polímero 46 para um arranjo verticalmente adjacente mais baixo.

[44] O arranjo paralelo das superfícies das estruturas de suporte de película na Figura 1 tem um espaçamento linear ou normal uniforme entre as superfícies em uma fileira. Alternai ivamente, as superfícies podem ser arranjadas ao redor de uma linha vertical, de modo que elas tenham um espaçamento angular uniforme, de modo que, quando vistas a partir de cima das estruturas de suporte de película pareçam muito com os raios de roda de uma roda. Além disso, as superfícies das estruturas de suporte de película 38, 40, 42, 44 não têm que ser planares. Elas podem ser de qualquer forma e orientação na qual haja uma folga suficiente entre as superfícies das estruturas de suporte de película adjacentes. Desse modo, as estruturas de suporte de película compostas de placas planas, formas concêntricas como cilindros, e superfícies espiral adas estão todas incluídas no escopo da invenção. Para o propósito de ilustração, superfícies de suporte paralelas planas são mostradas nas Figuras 1, 2, 3, 4, 7, 8, e 9.

[45] Com referência às Figuras 2A e 2B, esquemas em seção transversal que ilustram o fluxo da massa fundida de polímero 46 são providos, incluindo uma piscina de polímero acima do gerador de película, múltiplas correntes de polímero a partir do gerador de película, com as películas de polímero resultantes sobre as estruturas de suporte de película paralelas. A massa fundida de polímero 46 é introduzida no topo da montagem em feixe 10, primeiro entrando no gerador de película de entrada 14 que divide o fluxo em duas correntes de fluxo 52, 54, 56, 58 que fluem por cima de cada estrutura de suporte de película da pluralidade de estruturas de suporte de película 38. O fluxo da massa fundida de polímero 46, então, procede de uma maneira semelhante ao longo dos lados 62, 64 de cada estrutura de suporte de película da pluralidade das estruturas de suporte de película 38. A massa fundida de polímero 46 flui para baixo sob a força da gravidade até alcançar o fundo da pluralidade das estruturas de suporte de película 38. A massa fundida de polímero 46, então, procede para o gerador de película 32 que divide o fluxo em correntes de fluxo 66, 68, 70, 72. Esse processo procede de uma maneira semelhante para a pluralidade das estruturas de suporte de película 40, 42, 44 e quaisquer arranjos adicionais das estruturas de suporte de película que possam estar presentes até que o fundo da montagem em feixe 10 seja alcançado. Cada estrutura de suporte de película dos arranjos 24-30 é posicionada de modo que, quando a massa fundida de polímero 46 é fluida através da montagem em feixe 10, ambos os lados das estruturas de suporte de película 38-44 sejam usados. Por exemplo, como mostrado na Figura 2B, a primeira porção 74 da massa fundida de polímero 46 flui sobre o primeiro lado 76 da estrutura de suporte de película 38 sob a força da gravidade e a segunda porção 78 da massa fundida de polímero 46 flui sobre o segundo lado 80 da estrutura de suporte de película 38 sob a força da gravidade. Finalmente, dentro de uma fileira unitária das estruturas de suporte de película, as estruturas de suporte de película adjacentes são separadas por uma distância tal que, quando a massa fundida de polímero 46 flui através da montagem em feixe 10, durante a operação de estado estável, a primeira porção 74 e a segunda porção 78 da massa fundida de polímero tenham, cada uma independentemente, uma espessura, de preferência, de pelo menos 10% da distância entre estruturas de suporte de película adjacentes.

[46] O gerador de película é qualquer dispositivo que possa ser usado para subdividir uniformemente o fluxo de polímero por cima das estruturas de suporte de película. Arranjos de hastes, barras, tubos, meios-tubos e ângulos podem ser facilmente arranjados para formar os geradores de película para estruturas de suporte de película planares que sejam paralelas. Para estruturas de suporte de película mais complexas, um gerador de película pode ser formado a partir de uma placa adicionando-se arranjos de aberturas posicionadas de modo apropriado. Com referência às Figuras 3A e 3B, esquemas para algumas das variações de projeto que podem ser usadas para os geradores de película 14, 32, 34, 36 são providos. Na Figura 3A, o gerador de película 100 usa meios tubos 102 que são separados pela distância di para formar vãos 104. As estruturas de suporte de película 106 subseqüentes são separadas pela distância horizontal d2 e são posicionadas para serem alinhadas com o centro dos vãos 104. Além disso, as estruturas de suporte de película 106 estão a uma distância vertical d3 abaixo do fundo dos geradores de película 100. O alinhamento do centro dos vãos 104 com as estruturas de suporte de película 106 subseqüentes assegura que ambos os lados 112, 114 sejam revestidos com a massa fundida de polímero 46. Em uma outra variação mostrada na Figura 3B, o gerador de película 120 inclui ângulos de pema iguais para o gerador de película 122 que são separados pela distância cU para formar vãos 124. As estruturas de suporte de película 126 subseqüentes são separadas pela distância horizontal ds e são posicionadas para se alinharem com os vãos 124. Além disso, as estruturas de suporte de película 126 estão a uma distância vertical dó abaixo do fundo dos geradores de película 120. Novamente, o alinhamento dos vãos 124 e estruturas de suporte de película 126 assegura que ambos os lados 132, 134 sejam revestidos com a massa fundida de polímero 46. Tipicamente, as distâncias di e d4 serão a partir de cerca de 0,635 a cerca de 5,08cm, as distâncias d2 e ds serão de cerca de 1,27 a cerca de 25,4cm, e as distâncias d3 e dôserao de cerca de 0 a cerca de 5,08cm. De preferência, as distâncias d2 e ds serão de cerca de 1,905 a cerca de 7,62cm. Em outras variações, a estrutura de suporte de película, altemativamente, pode passar completamente através dos vãos 104, 124. A configuração do gerador de película pode ser adaptada para alimentar uma única corrente para ambos os lados da estrutura de suporte de película, ou para alimentar duas correntes separadas, cada uma fluindo para cada lado da estrutura de suporte de película.

[47] Com referência às Figuras 4A, 4B e 4C, uma vista em perspectiva de alguns dos tipos das estruturas de suporte de película 38-44 que podem ser usados na montagem em feixe 10 é provida. A g 4A provê uma vista em perspectiva de uma placa plana sólida em armação usada em uma variação para as estruturas de suporte de película 38-44. Nessa variação, a estrutura de suporte de película 140 inclui a seção de placa sólida 142 e as seções de armação 144, 146. As seções de armação 144, 146 assistem na colocação das estruturas de suporte de película em armação para dentro de uma prateleira de suporte e adicionam resistência mecânica para manter a forma e a posição da estrutura de suporte de película. A Figura 4B provê uma vista em perspectiva de uma estrutura de suporte de película foraminosa que compreende uma malha em armação que pode ser usada em uma variação das estruturas de suporte de película 38-44. Nessa variação, a estrutura de suporte de película 150 inclui a seção de malha 152 e as seções de armação 154, 156. Qualquer estilo de malha pode ser usado para a seção de malha 152 (ou seja, pano ou tecido de fio, tela em malha, metal perfurado, ou folha de metal expandida). Tipicamente, as aberturas na estrutura de suporte de película foraminosa variarão de 0,635 a 7,62cm. A Figura 4C provê uma vista em perspectiva de um conjunto em armação dos fios substancialmente verticais que podem ser usados em uma outra variação das estruturas de suporte de película 38-44. Nessa variação, a estrutura de suporte de película 160 inclui a seção de estrutura de suporte de película de fio 162 e as seções de armação 164, 166. A seção de estrutura de suporte de película de fio 162 é formada por um conjunto de fios substancialmente co-planares e substancialmente paralelos 168. Os diâmetros de fio são, tipicamente, de cerca de 0,254 a cerca de 3,175mm com espaçamento entre os fios de cerca de 0,635 a cerca de 5,08cm. Embora os fios sejam referidos para, hastes ou tubos podem ser igualmente usados, e uma seção transversal circular não é uma necessidade.

[48] Com referência às Figuras 5A e 5B, um exemplo de uma alternativa ao arranjo paralelo das estruturas de suporte de película da Figura 1 é provido. Nesse modo de realização, as estruturas de suporte de película são arranjadas em uma configuração não paralela. A Figura 5A provê uma vista em perspectiva demonstrando o uso das estruturas de suporte de película planares 180 arranjadas ao redor de uma linha vertical usando espaçamento angular igual entre as estruturas de suporte de película adjacentes. A Figura 5B provê uma vista em perspectiva do gerador de película 182 colocado sobre as estruturas de suporte de película deslocadas de modo angular da Figura 5A. O gerador de película 182 inclui um arranjo de aberturas 184 posicionado para introduzir a massa fundida de polímero por cima das superfícies das estruturas de suporte de película planares.

[49] Com referência às Figuras 6A, 6B, e 6C, exemplos de alternativas às superfícies planares usadas para as estruturas de suporte de película da Figura 1 são providos. A Figura 6A provê uma vista em perspectiva demonstrando o uso das estruturas de suporte de película na forma de cilindros concêntricos 190, 192, 194. A Figura 6B provê uma vista em perspectiva do gerador de película 196 colocado sobre os cilindros concêntricos da Figura 6A. O gerador de película 196 inclui um arranjo de aberturas 198 posicionado para introduzir a massa fundida de polímero por cima das estruturas de suporte de película cilíndricas. De modo semelhante, a Figura 6C provê uma vista em perspectiva de uma estrutura de suporte de película espiralada 200, enquanto a Figura 6D provê uma vista em perspectiva do gerador de película 202 posicionado sobre a estrutura de suporte de película espiralada 200. Novamente, o gerador de película 202 inclui um arranjo de aberturas 204 posicionado para introduzir a massa fundida de polímero por cima da superfície da estrutura de suporte de película espiralada 200. Também deve ser apreciado que as descontinuidades ou vãos nas estruturas de suporte de película das Figuras 6A-D também são contempladas como estando dentro do escopo da invenção.

[50] Os vários componentes da montagem em feixe da invenção são vantajosamente modulares na natureza para simplicidade na montagem. Com referência às Figuras 7A, 7B e 7C, são providas vistas em perspectiva de uma prateleira de suporte 210 mantendo algumas das várias estruturas de suporte de película planares descritas na presente invenção. A Figura 7A ilustra uma prateleira de suporte 210 mantendo estruturas de suporte de película de placa plana sólida em armação 140. A Figura 7B ilustra uma prateleira de suporte 210 mantendo estruturas de suporte de película de malha em armação 150. Finalmente, a Figura 7C ilustra uma prateleira de suporte 210 mantendo estruturas de suporte de película de fio em armação 162. Deve ser apreciado que a prateleira de suporte 210 pode manter qualquer combinação desejada de estruturas de suporte de película de placa sólida em armaçãol40, estruturas de suporte de película de malha em armação 150, e estruturas de suporte de película de fio em armação 162. Na aplicação típica, a prateleira 210 manterá somente um tipo de estrutura de suporte de película.

[51] Também deve ser apreciado que uma pluralidade de geradores de película e arranjos das estruturas de suporte de película pode ser empilhada para prover um trajeto de fluxo mais longo para a massa fundida de polímero. Com referência às Figuras 8A e 8B, são dadas vistas em perspectiva não quais os geradores de película e as estruturas de suporte de película nas prateleiras são empilhados para formar uma montagem em feixe. A Figura 8A é uma vista em perspectiva ilustrando um feixe com cada prateleira de suporte mantendo uma fileira do mesmo tipo das estruturas de suporte de película. O feixe 212 inclui o gerador de película de entrada 214. O gerador de película de entrada 214 é posicionado acima da prateleira 210 que mantém um arranjo das estruturas de suporte de película 216. A prateleira 210 é posicionada do gerador de película intermediário 218 que inclui os geradores de película apresentados acima. O gerador de película intermediário 218 é posicionado acima da prateleira 220 que mantém um segundo arranjo das estruturas de suporte de película 216. Novamente, a prateleira 220 é posicionada acima do gerador de película intermediário 222 que, por sua vez, é posicionado acima da prateleira 224. Embora o presente exemplo proveja uma montagem em feixe com três prateleiras, deve ser apreciado que um número arbitrário de prateleiras de suporte pode ser utilizado. Além disso, embora esse exemplo utilize um conjunto de estruturas de suporte de película 216 que são todas placas sólidas do mesmo tipo, combinações de diferentes tipos de estruturas de suporte de película (ou seja, sólida, de malha, ou fio) podem ser usadas. A g 8B é uma vista em perspectiva ilustrando um feixe com cada prateleira (fileira) das estruturas de suporte de película utilizando um tipo diferente de estrutura de suporte de película. Nessa variação, o feixe 230 inclui o gerador de película de entrada 214. O gerador de película de entrada 214 é posicionado acima da prateleira 210 que mantém um arranjo das estruturas de suporte de película 232. As estruturas de suporte de película 232 são estruturas de suporte de película de placa plana sólida em armação. A prateleira 210 é posicionada do gerador de película intermediário 238 que inclui os geradores de película apresentados acima. O gerador de película intermediário 238 é posicionado acima da prateleira 240 que mantém um segundo arranjo das estruturas de suporte de película 242. As estruturas de suporte de película 242 são estruturas de suporte de película de malha em armação. Novamente, a prateleira 240 é posicionada acima do gerador de película intermediário 248 que, por sua vez, é posicionado acima da prateleira 244. A prateleira 244 mantém um terceiro arranjo das estruturas de suporte de película 246 que são estruturas de suporte de película de fio em armação.

[52] Embora a maioria dos exemplos mostre três geradores de película, o número verdadeiro exigido depende de uma quantidade de fatores. Os geradores de película intermediários são freqüentemente úteis em mudar o número de estruturas de suporte de película em fileiras sucessivas. A fim de se conseguir a utilização de espaço eficaz, o espaçamento horizontal dentro de uma fileira das estruturas de suporte de película pode ser adaptado à viscosidade de massa fundida do líquido (ou seja, a massa fundida de polímero). Desse modo, à medida que a viscosidade aumenta do topo ao fundo do reator, o espaçamento horizontal mínimo aumenta entre as estruturas de suporte de película adjacentes. Tipicamente, como resultado, o número de estruturas de suporte de película em uma fileira diminui. Geradores de película intermediários também facilitam a mudança de orientação das estruturas de suporte de película, por exemplo, tendo as estruturas de suporte de película em fileiras sucessivas giradas 90 graus ao redor da linha central de reator.

[53] Em um outro modo de realização da presente invenção, um reator de polimerização que utiliza a montagem em feixe apresentada acima é provido. Com referência à Figura 9, o reator de polimerização 250 inclui a montagem em feixe 10 e a contenção disposta verticalmente 252. A entrada de massa fundida de polímero 254 é anexada próxima ao topo 256 da contenção disposta verticalmente 252 e a saída de massa fundida de polímero 258 é anexada próxima ao fundo 260 da concha externa 252. Além disso, o reator de polimerização 250 também inclui a saída de vapor 262 anexada à concha externa 252. Finalmente, o reator de polimerização 250 inclui a montagem em feixe 10 que recebe a massa fundida de polímero a partir da entrada de massa fundida de polímero e transfere a massa fundida de polímero para a saída de massa fundida de polímero, como apresentado acima. O reator de polimerização 250 também inclui um aquecedor (não mostrado) para manter a massa fundida de polímero em um estado fluido e uma bomba de vácuo (não mostrada) para reduzir a pressão dentro do reator de polimerização. A bomba de vácuo atuará tipicamente através da saída de vapor 262. Especificamente, a montagem em feixe 10 inclui arranjos das estruturas de suporte de película 272, 274, 276 e geradores de película 278, 280 e 282. Em uma outra variação desse modo de realização, as estruturas de suporte de película podem ser colocadas lado a lado em adição a, ou em lugar do arranjo empilhado ilustrado na Figura 9 para as estruturas de suporte de película 272, 274, 276. Finalmente, a operação da montagem em feixe é a mesma que a apresentada acima.

[54] As estruturas de suporte de película são montadas no vaso para prover a retenção das fusões de polímero, aumentando, desse modo, o tempo de permanência de líquido dentro do reator e sua exposição às condições de reação. O tempo de permanência de líquido é exigido para permitir tempo suficiente para a cinética de polimerização se manter com as taxas de liberação de subproduto realçadas conseguidas por meio do aumento na área de superfície de líquido-vapor e o realce de sua renovação. Este projeto não somente provê mais área de superfície livre para o vapor deixar o polímero, mas ele também provê mais trajetos de fluxo paralelos, de modo que a espessura das películas seja reduzida quando comparada à técnica anterior, como as bandejas de teto e calha.

[55] Em ainda um outro modo de realização da invenção, um método de aumentar o grau de polimerização em uma massa fundida de polímero usando a montagem em feixe apresentada acima é provido. O método da invenção compreende introduzir a massa fundida de polímero em uma montagem em feixe a uma temperatura e pressão suficientes. Os detalhes da montagem em feixe são apresentados acima. O método deste modo de realização compreende contatar o gerador de película mais alto e, então, a fileira posicionada mais alta das estruturas de suporte de película com a massa fundida de polímero. A seguir, os geradores de película intermediários e fileiras opcionais das estruturas de suporte de película são contatados com a massa fundida de polímero. Finalmente, a fileira posicionada mais baixa das estruturas de suporte de película é contatada com a massa fundida de polímero. Depois de passar sobre a fileira posicionada mais baixo das estruturas de suporte de película, a massa fundida de polímero cai a partir de montagem em feixe. A massa fundida de polímero removida a montagem em feixe, vantajosamente, tem um grau mais alto de polimerização do que quando a massa fundida de polímero foi introduzida na montagem em feixe.

Em uma variação deste modo de realização, a temperatura de reação é de cerca de 250°C a cerca de 320°C e a pressão de reação é de cerca de 26,6Pa a cerca de 4000Pa.

[56] Embora modos de realização da invenção tenham sido ilustrados e descritos, não é pretendido que esses modos de realização ilustrem e descrevam todas as formas possíveis da invenção. Ao invés disso, as palavras usadas na especificação são palavras de descrição, ao invés do que de limitação, e é entendido que várias mudanças podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (21)

1. Reator de polímerização (250) disposto vertical mente para polimerização de uma massa fundida de polímero, compreendendo uma montagem em feixe (10) de componentes internos, em que a montagem em feixe (10) compreende: um primeiro arranjo estacionário (24) de uma ou mais estruturas de suporte de película (38; 106; 126; 140; 150; 160* 162; 180; 190, 192, 194; 200; 216; 232; 242; 246; 272, 274, 276) orientadas para ter superfícies sucessivas substancial mente verticais espaçadas horizontal mente com folga consistente, cada estrutura de suporte de película tendo um primeiro lado (76) e um segundo lado (80); e um ou mais geradores de película estacionários (14, 32, 34, 36; 100; 102; 120; 122; 182; 196; 202; 214, 218, 222, 238, 248; 278, 280, 282) posicionados acima do primeiro arranjo estacionário de uma ou mais estruturas dc suporte de película, caracterizado pelo fato de que os componentes internos do reator (250) são estáticos, incluindo a uma ou mais estruturas de suporte de película e o um ou mais geradores de película, o fluxo da massa fundida de polímero (46) dentro do reator (250) é conduzido por gravidade, o um ou mais geradores de película estão posicionados completamente acima do primeiro arranjo de um ou mais estruturas de suporte de película, e o um ou mais geradores dc película subdividem e direcionam a massa fundida de polímero (46) por cima das uma ou mais estruturas de suporte de película através de pelo menos uma abertura (104; 124; 184; 198; 204) arranjadas acima e em alinhamento com uma estrutura de suporte de película subsequente, de modo que, quando uma massa fundida de polímero (46) fluir através da pelo menos uma abertura (104; 124; 184; 198; 204), uma primeira porção (74) da massa de polímero subdividida seja direcionada para fluir sobre o primeiro lado (76) da estrutura de suporte de película subsequente e uma segunda porção (78) da massa fundida de polímero subdividida seja direcionada para fluir sobre o segundo lado (80) da estrutura de suporte de película subsequente.

2. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as superfícies substancialmente verticais são substancialmente paralelas.

3. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película é posicionada em relação ao plano horizontal com um ângulo maior do que 80 graus, o arranjo das estruturas de suporte de película sendo arranjado para formar uma ou mais fileiras, cada fileira tendo estruturas de suporte de película horizontalmente espaçadas posicionadas a elevação igual.

4. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película do arranjo das estruturas de suporte de película compreende uma placa sólida.

5. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película do arranjo das estruturas de suporte de película compreende uma estrutura de suporte de película foraminosa.

6. Reator de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película foraminosa do arranjo das estruturas de suporte de película é composta de pano ou tecido de fio, tela em malha, metal perfurado, ou folha de metal expandida.

7. Reator de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte de película foraminosa tem aberturas de 0,635 cm a 7,62 cm.

8. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película do arranjo das estruturas de suporte de película compreende um conjunto de fios, hastes ou tubos substancialmente verticais e substancialmente paralelos.

9. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância horizontalmente espaçada entre as estruturas de suporte de película adjacentes do arranjo das estruturas de suporte de película é de modo tal que, quando a massa fundida de polímero flui através da montagem em feixe durante a operação de estado estável, cada uma das correntes de massa fundida de polímero subdivididas e independentes tenha uma espessura de pelo menos 10% da distância entre cada estrutura de suporte de película.

10. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película do arranjo das estruturas de suporte de película é separada de uma estrutura de suporte de película horizontalmente adjacente por uma distância de 1,27 cm a 25,4 cm.

11. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gerador de película de massa fundida de polímero cria uma ou mais correntes para cada estrutura de suporte de película construindo o arranjo das estruturas de suporte de película imediatamente abaixo do gerador de película.

12. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais estruturas de suporte compreendem um componente selecionado a partir do grupo consistindo das estruturas tendo a forma de cilindro, estruturas tendo a forma de uma espiral, e estruturas com superfícies substancialmente verticais, mas não paralelas.

13. Reator de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro arranjo de estruturas de suporte de película é arranjado para formar uma primeira fileira estacionária das estruturas de suporte de película.

14. Método para aumentar o grau de polimerização em uma massa fundida de polímero (46), caracterizado pelo fato de compreender: a) introduzir a massa fundida de polímero (46) em uma montagem em feixe (10) do reator (250) como definido na reivindicação 1 a uma temperatura e pressão suficientes para a polimerização da massa fundida de polímero (46); b) expor as superfícies livres resultantes (74, 78) da massa fundida de polímero à atmosfera do reator (250); e c) remover a massa fundida de polímero da montagem em feixe (10) onde a massa fundida de polímero removida a partir de montagem em feixe (10) tem um grau mais alto de polimerização do que quando a massa fundida de polímero (46) foi introduzida na montagem em feixe (10).

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a temperatura é de 250°C a 320°C.

16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a pressão é de 26,7 Pa a 4000 Pa.

17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película em um arranjo das estruturas de suporte de película compreende uma placa sólida.

18. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película em um arranjo das estruturas de suporte de película compreende uma estrutura de suporte de película foraminosa.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película em um arranjo das estruturas de suporte de película é composta de pano ou tecido de fio, tela em malha, metal perfurado, ou folha de metal expandida.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a estrutura de suporte de película foraminosa tem aberturas de 0,635 cm a 7,62 cm.

21. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cada estrutura de suporte de película em um arranjo das estruturas de suporte de película compreende um conjunto de fios, hastes ou tubos substancialmente verticais e substancialmente paralelos.