BRPI0614392A2 - processo e aparelho para fabricação de polìmeros e copolìmeros de etileno - Google Patents

Abstract

PROCESSO E APARELHO PARA FABRICAçãO DE POLìMEROS E COPOLìMEROS DE ETILENO. A invenção se refere a um processo para a fabricação de poli- meros e copolímeros de etileno, em que etileno é comprimido em um compressor primário em um rendimento de pelo menos 55 toneladas! hora, mis- turado com etileno reciclado e ainda comprimido em um compressor secundário alternado de dois estágios, tendo pelo menos 14 cilindro até uma pres- são de pelo menos 2300 bar em um rendimento de pelo menos 120 toneladas! hora, aquecimento de pelo menos uma porção daquele etileno até uma temperatura de pelo menos 95 C e introduzindo o mesmo em um reator tubular de diâmetro de pelo menos 65 mm e um comprimento de pelo menos 1500 m, introduzindo o iniciador em pelo menos três zonas de reação para dar uma conversão de pelo menos 28% e manutenção de uma queda de pressão através do reator para manter uma velocidade de fluxo de pelo me- nos 6 m/s.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOE APARELHO PARA FABRICAÇÃO DE POLÍMEROS E COPOLÍMEROSDE ETILENO".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um processo de fabricação depolímeros e copolímeros de etileno em alta pressão em um reator tubular euma instalação de produção para realizar o processo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Reatores tubulares se tornaram conhecidos durante os últimos70 anos como um meio de produção de copolímeros de polietileno e etileno.Esses reatores tubulares são instalações em grande escala e, tipicamente,operam em uma pressão acima de 2000 bar e, algumas vezes, tão altaquanto 3100 bar. Acredita-se que nenhum outro processo de produção in-dustrial em grande escala opera em uma pressão maior.

É bem conhecido que a economia de fabricação de polietilenode baixa densidade favorece fortemente a operação em uma grande escalae, portanto, tem havido um desejo muito antigo de desenvolver reatores tu-bulares de maior capacidade. Contudo, a operação de reatores tubulares depolimerização está sujeita à considerações especiais. Em primeiro lugar, aspressões extremas devem ser manipuladas de maneira segura. Em segundolugar, a viabilidade comercial requer que o reator opere tão eficientementequanto possível com relação à energia consumida e com relação à conver-são de monômero em polímero, com um mínimo de tempo fora de operaçãodurante um tempo de vida útil, que é, tipicamente, décadas. O tempo fora deoperação, não planejado, causado por falha do equipamento, é particular-mente indesejável porque a alimentação de etileno, tipicamente, vem diretode um craqueador que não pode ser desligado sem incorrer em custo muitoalto e, assim, o etileno deve ser desviado sob disposições especiais comconseqüente interrupção, se possível, ou flared off com um conseqüentecusto e desperdício de recursos.

As demandas colocadas sobre o equipamento, especialmente oscompressores, aumentam à medida que a escala de operação é aumentada,assim, tornando mais difícil obter a operação ótima requerida para viabilida-de econômica. Além disso, como o processo de polimerização é fortementeexotérmico, a taxa em que uma instalação de reator pode produzir polímeroé limitada pela taxa em que calor pode ser removido e, portanto, um aumen-to na capacidade pode levar a problemas associados com a remoção de calor.

Os fatores mencionados acima, acoplados com a dificuldade defazer experiências significativas em uma pequena escala, significam quequalquer novo desenho de instalação de reator envolve desafios considerá-veis, que aumentam à medida que a escala planejada da instalação aumen-ta. Por aquela razão, entre outras, por um longo período de tempo a ativida-de tem se concentrado no aumento incrementai na capacidade dos reatorestubulares existentes por debottlenecking e não houve tentativa de construirnovas instalações com capacidades nominais maiores do que aquelas jácomprovadas, digamos, de 300 quilotoneladas por ano (ktpa) ou mais, ape-sar dos benefícios econômicos de operação em uma escala maior.

Recentemente, porém, um reator tubular para produção de polie-tileno de uma capacidade nominal em torno de 320 ktpa tem sido construídoe comissionado. Acredita-se, porém, que a instalação tem experimentadoproblemas, levando tempo fora de operação indesejavelmente alto. Em con-seqüência, permanece uma necessidade de um desenho de uma instalaçãoe processo de produção para a fabricação de copolímeros de polietileno eetileno, em um reator tubular, operando em alta eficiência e confiabilidadeem uma escala de mais do que 300 ktpa.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção proporciona um processo para a fabricaçãode polímeros e copolímeros de etileno, compreendendo as etapas de:

compressão de etileno em um compressor primário em um ren-dimento de pelo menos 55 toneladas/ hora e, então, misturando aquele eti-leno com etileno reciclado e comprimindo mais o etileno misturado até umapressão de pelo menos 2300 bar em um rendimento de pelo menos 120 to-neladas/ hora em um compressor secundário alternado de dois estágios,tendo pelo menos 14 cilindros;

aquecimento de pelo menos uma porção de etileno comprimidomisto adicional até uma temperatura de pelo menos 95QC e introdução da-quele etileno aquecido na extremidade frontal de um reator tubular tendo umdiâmetro interno de pelo menos 65 mm e um comprimento de pelo menos1500 m;

introdução de um ou mais iniciadores no reator tubular em pelomenos três localizações separadas, assim, definindo pelo menos três zonasde reação, deixando o etileno polimerizar e resfriamento da mistura da rea-ção pelo menos nas duas primeiras zonas de reação, assim, convertendopelo menos 28% do monômero em polímero;

manutenção de uma queda de pressão através do comprimentodo reator tubular, tal como manter uma velocidade de fluxo no reator tubularde pelo menos 6 m/s; e

liberação da mistura de reação através de uma válvula de Iet-down de alta pressão, resfriamento da mistura da reação, separação da mis-tura da reação em polímero e etileno não reagido e reciclagem do etilenonão reagido.

O processo da invenção proporciona um método seguro, eficien-te de fabricação de uma ampla variedade de polímeros e copolímeros deetileno em um escala maior, o que satisfaz as exigências de robustez mecâ-nica e remoção de calor eficiente para dar alta conversão. Em particular, oprocesso da invenção é especialmente aplicável a processos tendo umaprodução de um único reator tubular de 300 quilotoneladas por ano (ktpa) oumais e acredita-se que permita a operação viável em ou acima de 400 ktpa,por exemplo, em 450 ktpa e acima. Aquela capacidade representa um avan-ço maior na capacidade em relação às instalações de produção de reatorestubulares existentes.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

A figura 1 mostra, esquematicamente, uma instalação ou apare-lho de polimerização de etileno de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃOUma instalação e processo de produção para a fabricação decopolímeros de polietileno e etileno em um reator tubular, operando em altaeficiência e confiabilidade em uma escala de mais do que 300 ktpa, tendoum compressor primário que opera em um rendimento de pelo menos 55toneladas/ hora e um compressor secundário, de preferência, tendo pelomenos 14 cilindros e operando em um rendimento de pelo menos 120 tone-ladas/ hora para comprimir o etileno misturado a uma pressão de pelo me-nos 2300 bar é aqui depois discutido em detalhes.

A função do compressor primário é pressurizar etileno fresco(etileno de composição) até a pressão do sistema de reciclo de etileno, paraalimentação para o compressor secundário. O compressor primário pode serum compressor único que, sozinho, pressuriza o etileno até a pressão dofluxo de reciclo, ou pode ser dois ou mais compressores em série ou em pa-ralelo que, em combinação, pressurizam o etileno fresco até a pressão dosistema de reciclo de etileno. Em algumas instalações de reatores tubularesde etileno existentes, o etileno descarregado do compressor primário é divi-dido em dois fluxos, um fluxo sendo combinado com etileno reciclado e ali-mentado para a sucção do compressor secundário e o outro fluxo sendo in-jetado na mistura de etileno/ polímero, a jusante da válvula de let-down, dealta pressão, assim, proporcionando resfriamento rápido da mistura de etile-no/ polímero, antes da entrada na unidade de separação de produto. Noprocesso da invenção, de preferência, substancialmente toda a saída docompressor primário é alimentada ao compressor secundário.

O etileno da composição, tipicamente, é fornecido às instalaçõesdo reator tubular em pressões de cerca de 15 a 90 bar. Independente dapressão de fornecimento de etileno, no processo da invenção, o compressorprimário terá um rendimento de gás de etileno de pelo menos 55 toneladas/hora. De preferência, o compressor primário opera em um rendimento degás na faixa de cerca de 60 toneladas/ hora a 120 toneladas/ hora, mais pre-ferivelmente, na faixa de 70 a 110 toneladas/ hora e, especialmente, de pre-ferência, na faixa de 70 a 110 toneladas/ hora e, em especial, de preferên-cia, na faixa de 80 a 100 toneladas/ hora. Assim como o etileno fresco dacomposição, o compressor primário também pode receber etileno recicladoda extremidade de baixa pressão da unidade separadora do produto e dossistemas de vazamento de compressores primário e secundário.

Também é preferível dirigir uma fração pequena de uj dos fluxosde reciclo de etileno para um fluxo de purga a fim de limitar o acúmulo decomponentes inertes no sistema do reator. Em princípio, a proporção dorendimento total de gás do reator, que é enviado para o fluxo de purga está,tipicamente, na faixa de abaixo de 1 a 15%.

A pressão de descarga do compressor primário é correspondidacom a pressão do sistema de reciclo de etileno em alta pressão e pode es-tar, por exemplo, na faixa de 270 bar a 350 bar e está, de preferência, nafaixa de 280 bar a 320 bar. Também, o etileno, de preferência, é resfriadoapós sair do compressor primário e antes de entrar no compressor secundá-rio.

O desenho preciso do compressor primário não é crítico. Contu-do, em uma modalidade favorita, o compressor primário é um compressoralternado tendo pelo menos 8 cilindros, de preferência, entre 8 e 12 cilindros.

O compressor secundário comprime o etileno até uma pressãode pelo menos 2300 bar para fornecimento o reator tubular. Como discutidocom relação ao compressor primário, o compressor secundário é, de prefe-rência, uma unidade acionada por um único motor, mas, alternativamente,pode compreender dois ou mais compressores em série ou em paralelo, a-cionado por motores separados. Qualquer configuração de compressores,incluindo a configuração descrita em maiores detalhes abaixo, é destinada aestar dentro do escopo desta exposição desde que a referida configuraçãoseja adaptada a comprimir o etileno da pressão intermediária (do etileno, àmedida que ele deixa o compressor primário) para a pressão de reator dese-jada, tipicamente, na faixa de 2300 a 3000 bar. O compressor secundário écomplexo, mecanicamente, e está sujeito à forças mecânicas muito altas,mas, não obstante, é requerido que opere em um alto rendimento, de modoconfiável e seguro durante uma vida útil, que pode ser de diversas décadas.Em conseqüência, o desenho e a operação bem sucedidos do compressorsecundário são críticos para a viabilidade do processo e são um dos aspec-tos chave da invenção. Contudo, as demandas mecânicas sobre o compres-sor secundário, particularmente as cargas aplicadas através do sistema dedireção, aumentam à medida que o rendimento requerido aumenta.

Compressores secundários para uso com reatores tubulares depolimerização são, tipicamente, compressores alternados de dois estágiostendo, digamos, seis ou oito cilindros, dispostos em uma carcaça de com-pressor e tendo um eixo de manivela comum acionado por um motor elétricoque fica em uma extremidade da carcaça de compressor. Usualmente, é ne-cessário montar o compressor em fundações especialmente adaptadas paraminimizar vibração.

A fim de criar o rendimento necessário, os compressores secun-dários devem ser modificados de alguma maneira para aumentar a quanti-dade de material que pode ser movido através do sistema. Há pelo menostrês maneiras que são sugeridas como possibilidades potenciais de aumentodo rendimento de um compressor particular, incluindo:

uma abordagem para desenvolvimento de compressores secun-dários de maior rendimento tem sido aumentar o tamanho dos cilindros.Contudo, aquela abordagem sofre da desvantagem de também aumentar ascargas aplicadas aos componentes de cada cilindro, em particular aos êm-bolos e bielas;

uma segunda abordagem tem sido aumentar o número de cilin-dros na carcaça de cilindro. Contudo, aquela abordagem requer um aumentono comprimento do eixo de manivela e um aumento na potência transmitidaatravés do eixo de manivela e aqueles fatores limitam o número de cilindrosque é praticável para incluir em uma carcaça de compressor; e

uma terceira abordagem tem sido adicionar, onde possível, umasegunda carcaça de compressor no outro lado do motor. Contudo, aquelaabordagem sofre dos problemas relacionados às tensões causadas nos a-coplamentos entre o motor e cada carcaça de cilindro, devido ao desalinha-mento dos dois eixos de manivela da carcaça de compressor.

O processo da invenção, de preferência, utiliza como compres-sor secundário um compressor alternado de dois estágios, tendo pelo menos14 cilindros, o que comprime o etileno até uma pressão de pelo menos 2300bar em um rendimento de pelo menos 120 toneladas/ hora.

Em uma modalidade, o compressor secundário comprime ummotor e uma carcaça de compressor único, acionado pelo motor. Naquelamodalidade, é preferido que os cilindros sejam relativamente grandes a fimde obter um rendimento relativamente alto por cilindro. Contudo, cilindrosmaiores, quer o aumento em tamanho seja devido a um aumento na exten-são do curso ou a um aumento no diâmetro do êmbolo ou a uma combina-ção dos dois, impõem, correspondentemente, cargas maiores sobre a ex-tremidade do sistema de direção e sobre o suporte de tubulação de altapressão e, portanto, é preferido que a carcaça de um compressor únicocompreenda não mais do que 16 cilindros, a fim de restringir o comprimentodo eixo de manivela. Naquela modalidade, o compressor secundário, de pre-ferência, opera em uma velocidade de 150 a 200 rpm.

Em uma modalidade preferida, o compressor secundário com-preende um motor e duas carcaças de cilindro dispostas em ambos os ladosdo motor. Nesta modalidade, os cilindros podem ser menores do que ondeuma carcaça única é usada para rendimento comparável. Nesta modalidade,o compressor secundário, de preferência, tem 16, 18, 20, 22 ou 24 cilindros,mas pode ter até 32 cilindros (16 em ambas as carcaças de cilindro). Vanta-josamente, cada carcaça de cilindro não tem mais do que 12 cilindros. Van-tajosamente, uma primeira carcaça de cilindro tem um número igual de cilin-dros como uma segunda carcaça de cilindro. A velocidade de operação docompressor de duas carcaças está, de preferência, dentro da faixa de 180 a250 rpm.

Onde o compressor secundário tem duas carcaças de cilindro,tipicamente, será necessário acoplar pelo menos uma das carcaças de cilin-dro o motor através de um acoplamento flexível. Embora esteja dentro doescopo da invenção que cada uma das duas carcaças seja conectada aomotor através de um acoplamento flexível, é preferido ter apenas uma aco-plada com um acoplamento flexível, a outra carcaça de compressor sendoacoplada ao motor através de um acoplamento rígido; acoplamentos rígidossendo mais baratos e mais fortes do que os acoplamentos flexíveis. O aco-plamento flexível pode ser:

do tipo que inclui dois acondicionamentos de membranas metáli-cas, cada membrana sendo relativamente fina, por exemplo, menor do que 2mm de espessura, unidas por um, elemento de metal rígido axialmente dis-posto, um acondicionamento de membranas sendo conectado ao eixo deacionamento do motor e o outro sendo conectado ao eixo de manivela dacarcaça de compressor, de modo que o torque é transmitido através de cadaum dos acondicionamentos de membranas e desalinhamento do eixo demanivela e do eixo de acionamento é acomodado por flexão das membranasà medida que elas giram; ou

alternativamente, o acoplamento flexível pode ser um acopla-mento flexível conforme descrito no pedido de patente dos requerentes, de-positado simultaneamente com o presente.

Onde o compressor secundário compreende duas carcaças decompressor, de preferência, uma carcaça é dedicada ao primeiro estágio decompressão e a outra carcaça é dedicada ao segundo estágio, assim, mini-mizando a complexidade da tubulação que se estende entre os estágios. Atubulação nas proximidades do compressor secundário, que tem uma velo-cidade de operação na faixa de 150 a 300 rpm e, de preferência, de 180 a250 rpm, estará sujeita à vibração significativa, bem como à alta pressão edeve ser construída, consequentemente. De preferência, a tubulação doscilindros de primeiro estágio para o resfriador (se presente) e/ ou do resfria-dor (se presente) para os cilindros de segundo estágio e/ ou dos cilindros deprimeiro estágio para os cilindros do segundo estágio e/ ou dos cilindros deprimeiro estágio para os cilindros de segundo estágio tem um diâmetro nafaixa de 50 a 80 mm.

O rendimento do gás através do compressor secundário, de pre-ferência, está na faixa de cerca de 160 a 190 toneladas/ hora, embora ren-dimentos maiores possam ser requeridos em uma escala especialmentegrande ou para casos onde, por razões particulares, é desejado operar emuma conversão menor, por exemplo, por causa de restrições na pressão doreator. Em uma modalidade, o rendimento através do compressor secundá-rio está na faixa de 140 a 210 toneladas/ hora, mais preferivelmente, de 170a 210 toneladas/ hora, em uma pressão na faixa de 2300 a 2750 bar.

O compressor secundário comprime o etileno até uma pressãode pelo menos 2300 bar. Em uma modalidade, a pressão está na faixa de2800 a 3100 bar, especialmente de 2900 a 3100 bar. Embora a operação empressões maiores do que 3100 bar seja possível e possa acentuar a conver-são, a operação nessas altas pressões tem as desvantagens de que as car-gas sobre o compressor secundário são aumentadas e que a espessura deparede do reator tubular deve ser aumentada, o que aumenta o custo é re-duz a capacidade de transferência de calor através da parede, assim, reque-rendo um aumento no comprimento do reator tubular a fim de conduzir paralonge o calor de polimerização. A última desvantagem é especialmente signi-ficativa , quando operando na escala do processo da invenção e, conse-quentemente, pressões abaixo de 3100 bar são preferidas.

A temperatura do etileno deve ser controlada a fim de permitir oequilíbrio de carga entre os dois estágios do compressor, assim, otimizando/maximizando o rendimento do compressor. Tipicamente, o etileno é resfriadoentre os primeiro e segundo estágios de compressão no compressor secun-dário. O que pode ser feito pela passagem do etileno através de tubos dota-dos de uma camisa de resfriamento, tipicamente, uma camisa d'água.

A pressão inter-estágios, isto é, a pressão entre o primeiro e osegundo estágios do compressor secundário, tipicamente, está na faixa de1100 bar a 1600 bar.

Deixando o compressor secundário, pelo menos uma porção doetileno passa para a extremidade frontal do reator tubular.

Em uma modalidade preferida, o etileno descarregado do com-pressor secundário é dividido em mais de um fluxo, um dos quais entra naextremidade frontal do reator tubular e o outro, ou outros, entra como fluxoslaterais em pontos ao longo do comprimento do reator tubular. Em uma mo-dalidade particularmente preferida, o etileno descarregado do compressorsecundário é dividido em 4, 5, 6 ou 7 fluxos, com um fluxo indo para a ex-tremidade frontal do reator tubular e os outros entrando como fluxos laterais.

Os fluxos podem ser de volume desigual, assim, proporcionando flexibilidadena adaptação do volume de etileno que entra em cada zona de reação noreator tubular.

O etileno que é introduzido na extremidade frontal do reator tu-bular é aquecido até pelo menos 955C, de preferência, pelo menos 1359C,ou, em alguns casos, pelo menos 160eC, a fim de promover a decomposiçãodo iniciador e iniciar a reação de polimerização. O iniciador é injetado empelo menos três pontos diferentes ao longo do comprimento do reator tubu-lar, assim, definindo pelo menos três zonas de reação.

A polimerização começa imediatamente a jusante da primeirazona de reação, assim, fazendo com que a temperatura da mistura da rea-ção suba devido à natureza exotérmica da polimerização. À medida que atemperatura sobe, a decomposição do iniciador da polimerização aumentaem velocidade, acelerando a geração de calor e fazendo com que a tempe-ratura suba ainda mais. Enquanto o iniciador é consumido, a iniciação e apolimerização diminuem e, no ponto onde a geração de calor igual o calorconduzido para longe da mistura da reação, a temperatura passa por picose, então, começa a cair.

Desse modo, a mistura da reação se desloca ao longo do com-primento do reator, a temperatura da mistura da reação aumenta até um picoe, então, diminui até que o ponto de injeção de iniciador seguinte seja alcan-çado, em conseqüência do que o processo começa mais uma vez. As zonasa jusante dos pontos de injeção do iniciador em que a reação de polimeriza-ção ocorre são conhecidas pelas pessoas habilitadas como zonas de rea-ção. O reator tubular, em geral será equipado com pelo menos uma camisade aquecimento/ resfriamento regulada em cada zona de reação.

Na modalidade em que a descarga de etileno do compressorsecundário é dividida em dois ou mais fluxos , com um fluxo entrando naextremidade frontal do reator e o(s) outro(s) fluxo(s) entrando como fluxo(s)lateral(ais), o(s) fluxo(s) lateral(ais), tipicamente, entra(m) no reator a mon-tante de um ponto de injeção de iniciador, de preferência, após ser resfriado,por exemplo, para entre 10 e 20QC, antes da entrada no reator a fim de re-duzir a temperatura da mistura de reação. Como mencionado acima, a con-versão total de monômero para polímero ao longo do comprimento do reatoré, na prática, limitada pela capacidade de resfriar a mistura da reação e, as-sim, o resfriamento dos fluxos laterais pode permitir um aumento na conver-são para um dado reator.

A temperatura de pico para cada zona de reação, vantajosamen-te, estará na faixa de 200-C a 350Q C. De preferência, pelo menos em umazona de reação a temperatura de pico estará na faixa de 2809C a 340QC, depreferência, de 290QC a 3159C. O aumento na temperatura em uma zona dereação é proporcional à quantidade de polímero feita naquela zona de reatore, assim, operar em altas temperaturas de pico favorece a alta conversão.

Contudo, a cinética de polimerização de etileno é tal que à medida que atemperatura sobe, a transferência de cadeia para o polímero aumenta emrelação à propagação de cadeias lineares e o índice de polidispersão au-menta, resultando em um aumento no valor de névoa-seca do polímero pro-duzido. Em conseqüência, quando for desejado fabricar um baixo grau denévoa-seca do polímero, será necessário operar em temperaturas de picomenores. De preferência, em cada zona de reação a montante de um pontode injeção de iniciador (isto é, em todas, exceto a última zona de reação) amistura da reação é resfriada até pelo menos 20QC, mais preferivelmente,até pelo menos 40eC e, mais preferivelmente até pelo menos 50eC, abaixoda temperatura de pico daquela zona de reação, antes que a mistura alcan-ce o ponto de injeção de iniciador seguinte.

O resfriamento em qualquer zona de reação pode ser por meiode uma camisa de resfriamento ou uma combinação de uma camisa de res-friamento e introdução de um fluxo lateral de etileno resfriado.

No processo de polimerização de etileno em um reator tubular,uma vez que o rendimento desejado de etileno através do compressor se-cundário e no reator esteja estabelecido, a pressão no reator é controladapela válvula de let-down, em alta pressão, através do que a mistura produtosai do reator. A abertura da válvula diminui a pressão no reator tubular; ofechamento da válvula aumenta a pressão. Além disso, existe uma queda depressão ao longo do comprimento do reator tubular, o que força a mistura dareação ao longo do reator em uma velocidade desejada (o termo "pressãodo reator" se refere aqui à pressão máxima no reator, isto é, a pressão má-xima no reator, isto é, a pressão imediatamente a jusante do compressorsecundário, a menos que outro significado seja óbvio do contexto). Acredita-se que a velocidade da mistura da reação através do reator seja de impor-tância crítica para a eficácia da transferência de calor para fora do reator. Éteorizado que fluxo laminar em baixa velocidade e o acúmulo de camadasmais espessas de polímero no interior dos tubos do reator inibem a transfe-rência de calor para longe da mistura da reação.

Contudo, a queda de pressão através do comprimento do reatoré limitada pela exigência de que a pressão não deve cair abaixo do pontoem que a separação de fase para a mistura da reação ocorre. A queda depressão para um dado rendimento pode ser reduzida pelo aumento do diâ-metro interno do reator tubular. Contudo, o diâmetro aumentado do tubotambém torna o resfriamento efetivo da mistura da reação mais difícil.

Um outro fator referente à cinética do reator é que o fornecimen-to de um número aumentado de zonas de reação, em geral, permite conver-são aperfeiçoada de etileno em polímero, assim, aperfeiçoando a economiado processo. Contudo, o aumento do número de zonas de reação, em geral,requer um aumento no comprimento do reator, necessitando diâmetros au-mentados de tubo para equilibrar os efeitos conseqüentes da queda depressão e a velocidade de fluxo do reator.

Os inventores acreditam que é possível equilibrar os fatores a-cima no processo da invenção, tendo um rendimento através do compressorsecundário de pelo menos 120 toneladas/ hora de etileno em uma pressãode pelo menos 2300 bar, pelo fornecimento de um reator tubular tendo umdiâmetro interno máximo de pelo menos 65 mm e um comprimento de pelomenos 1,5 km e introduzindo o iniciador em pelo menos três localizaçõesseparadas para dar pelo menos três zonas de reação separadas e obtendouma conversão de pelo menos 28% enquanto se mantém uma queda depressão através do comprimento do reator de tubo, tal como para manteruma velocidade de fluxo no reator tubular de pelo menos 6 m/s. Os invento-res acreditam que a combinação de características que definem o processode sua invenção, portanto, torna possível a fabricação de copolímeros depolietileno e etileno em um reator tubular de maneira eficiente e segura, oque pode ser sustentado durante um tempo de vida útil da instalação de di-versas décadas, sem experimentar um nível não aceitável de falha do equi-pamento.

O diâmetro interno máximo do reator tubular da invenção é pelomenos 65 mm, a fim de manterá a queda de pressão através do comprimen-to do reator e em um nível aceitável. Na modalidade em que uma porção doetileno descarregado do compressor secundário entra no reator tubular co-mo fluxos laterais, será desejável que o reator tenha regiões de diâmetrointerno diferente, aumentando em estágios abaixo do comprimento do reatorà medida que os fluxos laterais entram. Por exemplo, para um processo ten-do um rendimento de compressor secundário de em torno de 160 toneladas/hora em 3000 bar, 20% do qual entra na extremidade frontal do reator tubu-lar e o resto entre como fluxos laterais. O reator tubular pode ter, inicialmen-te, um diâmetro na região de 35 a 40 mm e no ponto de entrada do primeirofluxo lateral o diâmetro interno aumentará, o aumento sendo dependente dotamanho daquele fluxo lateral e, assim, até depois do último fluxo lateral, odiâmetro interno final está na região de 75 - 80 mm.

O diâmetro interno máximo particular de um reator tubular esco-lhido para qualquer processo de acordo com a invenção dependerá do ren-dimento do compressor secundário, na pressão de saída do compressor se-cundário e no comprimento do reator tubular empregado, todos os quais serelacionam com a queda de pressão experimentada através do comprimentodo reator. O reator tubular, de preferência, tem um comprimento na faixa de1500 a 5000 m, mais preferivelmente, de 3000 m a 4500 m

Em uma modalidade favorita, a pressão de saída do compressorsecundário é relativamente baixa, na região de 2300 a 2700 bar e pelo me-nos 50% da saída do compressor secundário entra no reator tubular comofluxos laterais que ajudam a resfriar os conteúdos do reator, assim, tornandopossível um reator relativamente curto (por exemplo, tendo um comprimentona região de 1500 a 4000 m). Em um rendimento de compressor secundáriode mais de 120 toneladas/ hora, o diâmetro interno máximo do reator é pelomenos 70 mm e em rendimentos acima de 150 toneladas/ hora, o diâmetrointerno máximo do reator é pelo menos 80 mm, de preferência, na faixa de80 a 90 mm.

Em outra modalidade favorita, a pressão de saída do compres-sor secundário está, mais uma vez, na faixa de 2300 a 2700 bar e a toda asaída entra na extremidade frontal do reator sem que fluxos laterais sejamempregado. Naquela modalidade, o reator tubular, opcionalmente, tem umcomprimento na faixa de 3000 m a 5000m, a fim de proporcionar resfriamen-to suficiente via camisas de resfriamento e um diâmetro de tubo maior é de-sejado. Por exemplo, para rendimentos acima de 120 toneladas/ hora, umdiâmetro interno máximo de tubo de pelo menos 75 mm e para rendimentosacima de 150 toneladas/ hora, um diâmetro interno máximo de tubo de pelomenos 85 mm e, opcionalmente, tanto quanto 100 mm.

Em uma terceira modalidade favorita, a pressão de saída do rea-tor secundário está na faixa de 2900 a 3100 bar e pelo menos 50%, maispreferivelmente, pelo menos 70% do etileno entra como fluxos laterais, oreator tubular tem um comprimento na faixa de 1500 a 4000m. Para umcompressor secundário, rendimento acima de 120 toneladas/ hora, o diâme-tro interno máximo do tubo é pelo menos 65 mm e para rendimentos acimade 150 toneladas/ hora, o diâmetro interno máximo do tubo é pelo menos 70mm, por exemplo, entre 70 e 80 mm.

No processo da invenção, a polimerização no reator tubular érealizada em pelo menos três zonas de reação, cada zona de reação come-çando em um ponto de injeção de iniciador. Em cada zona de reação, etilenoé convertido em polímero e, portanto, tendo um número maior de zonas dereação, em geral, aumentarão a conversão. Contudo, cada zona de reação,tipicamente, necessitará aumentar o comprimento do reator tubular e, por-tanto, aumentara a queda de pressão através do reator. De preferência, oiniciador é injetado em 4, 5 ou 6 pontos diferentes ao longo do reator tubular,assim, dando origem a 4, 5 ou 6 zonas de reação.

O processo da invenção requer que a queda de pressão atravésdo comprimento do reator de tubo seja mantido em um nível de modo amanter uma velocidade de fluxo da mistura da reação no reator tubular depelo menos 6 m/s. Tem sido verificado que a velocidade de fluxo influencia aeficiência de resfriamento da mistura da reação pela transferência de caloratravés das paredes de tubo do reator e que a transferência de calor é parti-cularmente pobre em baixas velocidades de fluxo. A velocidade de fluxo mí-nima real, que é desejável, depende da temperatura da camisa de resfria-mento. Onde a camisa de resfriamento contém fluido em uma temperaturaabaixo de 509C e, particularmente, abaixo de 30QC, de modo que a água se-ja mantida em baixa temperatura por meios de resfriamento, como uma torrede resfriamento, então, a velocidade de fluxo, de preferência, será pelo me-nos 14 m/s a fim de inibir a formação de uma camada polimériça sólida nointerior do reator tubular, que por si ainda inibe a transferência de calor(mesmo então, pode ser necessário permitir que a temperatura da camisa deresfriamento em uma zona de reação suba periodicamente, a fim de disper-sar qualquer camada de polímero que tenha se formado). Em conseqüência,a velocidade de fluxo pode estar acima de 14 m/s e é vantajosa e significati-vamente mais alta, por exemplo, na faixa de 14 a 20 m/s.

Alternativamente, fatores que se originam do desenho de umainstalação particular podem se tornar desejáveis para que o fluido na camisade resfriamento esteja em uma temperatura substancialmente acima de50QC, por exemplo, onde for desejado produzir vapor da água de resfriamen-to, em cujo caso a temperatura da camisa estará acima de 1009C. Nessastemperaturas, é improvável que ocorra a formação de camadas poliméricasnos tubos do reator e, portanto, é possível operar o processo com uma velo-cidade de fluxo tão baixa quando 6 m/s. De preferência, a velocidade de flu-xo pode estar na faixa de 8 a 14 m/s.

A proporção do etileno total que entra no reator tubular, quer nofluxo da extremidade frontal ou como um fluxo lateral, que é convertido empolímero, antes de sair do reator, é referida como conversão. No processoda invenção, a conversão é pelo menos 28%. As conversões de mais de40% são possíveis, mas não são preferidas, em parte porque a viscosidadeda mistura da reação aumenta com seu teor de polímero, o que leva, por suavez, a um aumento na queda de pressão requerida para manter a velocidadede fluxo necessária.

A conversão obtida está em parte relacionada com a pressão emque o reator opera, com uma pressão de extremidade frontal maior, aumen-tando a taxa de polimerização e tornando possível uma queda de pressãomaior através do comprimento do reator. Contudo, a operação em pressõesmais altas impõe mais tensão no compressor secundário e também aumentao consumo de energia com uma conseqüente desvantagem de custo. Poressas razões, pode ser desejável, em alguns casos, operar em uma pressãode 2300 a 2800 bar em uma conversão relativamente baixa que pode ser,por exemplo, aproximadamente na região de 28 a 32%. Alternativamentepode ser desejável operar em uma pressão na região de 2800 a 3100 barem uma alta conversão, por exemplo, na faixa de 32% a 37%. Contudo, apressão é apenas um dos fatores que influenciam a conversão e uma con-versão global na região de 30 a 40% é preferida, com uma faixa mais prefe-rida sendo de 30 a 37%.

Como mencionado acima, a pressão do reator é controlada pelaoperação de uma válvula de let-down, em alta pressão, que está localizadana extremidade a jusante do reator tubular. Embora o fluxo que sai do reatorpudesse ser dividido em mais de um fluxo, com cada fluxo passando atravésde uma respectiva válvula de let-down, em alta pressão, na prática, é prefe-rido que haja apenas uma dessas válvulas e que toda a saída do reator pas-se através dela.

Em um número de instalações de reatores tubulares existent4es,parte da descarga de etileno do compressor primário é resfriada e desviadaem um fluxo separado para uma localização imediatamente a jusante da vál-vula de let-down, em alta pressão (resfriamento de etileno), para atuar comoum resfriamento rápido da mistura produto. De preferência, porém, todo oetileno descarregado do compressor primário é conduzido para o compres-sor secundário e, subseqüentemente, para o reator tubular, a fim de maximi-zar a quantidade de polímero produzida, e meios alternativos são proporcio-nados para resfriar a mistura produto.

A combinação de alto rendimento e dos fatores mencionadosacima referente à queda de pressão através do comprimento do reator tornaindesejável no processo da invenção proporcionar mais capacidade de res-friamento na última zona de reação. De preferência, a temperatura da mistu-ra do produto na válvula de let-down, em alta pressão está na faixa de 260 a290-C. Em conseqüência, a jusante da válvula de let-down, em alta pressãoe a montante do separador de produto, meios de resfriamento adicionaisainda são proporcionados. Como mencionado acima, um resfriamento rápidode etileno não é preferido. Na verdade, uma forma preferida de meio de res-friamento é um resfriador de produto compreendendo um conduto tendo umacamisa de resfriamento. O resfriador de produto, tipicamente, tem um com-primento na faixa de 200 m a 500 m, de preferência, de 300 m a 450 m. Co-mo a pressão a jusante da válvula de let-down, em alta pressão é muito me-nor do que no interior do reator, as paredes do resfriador de produto podemser mais finas do que as paredes dos tubos do reator, assim, aperfeiçoandoa transferência de calor. Contudo, a despressurização causa separação defase da mistura produto e, portanto, as dimensões do resfriador de produtodevem ser de modo a manter uma velocidade de fluxo de maneira que o po-límero permaneça disperso no fluxo não venha a aderir às paredes. Umaforma especialmente adequada de resfriador de produto tem um diâmetrointerno de pelo menos 60 mm e um comprimento de pelo menos 200 m.Uma velocidade de produto maior no resfriador de produto também aperfei-çoa a transferência de calor. De preferência, o resfriador de produto reduz atemperatura da mistura produto para a faixa de 170-C a 2809C, de preferên-cia, 220-C a 260-C, mais preferivelmente, de 230-C a 250-C. No resfriadorde produto, imediatamente a montante do primeiro estágio da unidade sepa-radora de produto, a pressão está, de preferência, na faixa de 200 a 350 bar.Do resfriador de produto, a mistura produto, tipicamente, circula-rá diretamente para o primeiro estágio da unidade separadora de produto.

A separação de produto do processo da invenção pode ser reali-zada em um único estágio. Contudo, a separação em dois estágios em geralé preferida. No primeiro estágio, conhecido como o separador de alta pres-são, a primeira separação de polímero de etileno não reagido é realizada. Ogás separado é alimentado para o sistema de reciclo em alta pressão pararetorno para o compressor secundário. O polímero fundido no fundo do se-parador em alta pressão é descomprimido em um segundo estágio, conheci-do como um separador de baixa pressão e quase todo o etileno restante éseparado do polímero e é enviado para o sistema de compressão de gás depurga. De preferência, a pressão no separador de alta pressão está na faixade 200 a 350 bar. De preferência, a pressão no último estágio do separadorde produto está na faixa de 1 a 10 bar, mais preferivelmente, de 1 a 3 bar.

O polímero fundido do estágio final do separador de produto,tipicamente, será alimentado para um ou mais extrusores fundidos a quente,para combinação com aditivos, extrudando e pelotizando, como é conven-cional.

A invenção também proporciona uma instalação ou aparelho deprodução para a fabricação de copolímeros de polietileno e polietileno, com-preendendo um compressor primário capaz de um rendimento de pelo me-nos 55 toneladas/ hora, disposto para fornecer etileno comprimido para umcompressor secundário alternado de dois estágios, tendo pelo menos 14cilindros e sendo capazes de comprimir etileno em um rendimento de pelomenos 120 toneladas/ hora em uma pressão de pelo menos 2300 bar, ocompressor secundário se comunicando, através de um conduto dotado demeios de aquecimento para permitir que pelo menos uma porção do etilenocomprimido seja aquecida até pelo menos 95QC, com a extremidade frontalde um reator tubular;

o compressor secundário, opcionalmente, se comunicando tra-ves de um ou mais novos condutos com um ou mais pontos a jusante daextremidade frontal do reator tubular para o fornecimento de um ou mais flu-xos laterais de etileno para o reator tubular;

o reator tubular tendo pelo menos três entradas para a injeçãode iniciador, assim, definindo pelo menos três zonas de reação e sendo do-tado de uma camisa de aquecimento/ resfriamento em cada zona de reação,o reator tubular tendo um diâmetro interno máximo de pelo menos 65 mm esendo dotado de uma válvula de let-down, em alta pressão, a instalação deprodução ainda compreendendo:

um meio de resfriamento disposto a jusante da válvula de let-down, em alta pressão;

uma unidade separadora de produto;

pelo menos um conduto para a transferência de etileno recicladoda unidade separadora de produto para o compressor secundário.

Copolimerização

Assim como homopolímeros de etileno, o processo da invençãopode ser usado para a fabricação de copolímeros de etileno, tais como copo-límeros de acetato de etileno -vinil. Tipicamente, o(s) comonômero(s) será(ão) pressurizado(s) e injetados no compressor secundário em um ou maispontos. Outros comonômeros possíveis incluem propileno, 1-buteno, iso-buteno, 1 -hexeno, 1 - octeno, outras alfa-olefinas inferiores, ácido metacrílico,acrilato de metila, ácido acrílico, acrilato de etila e acrilato de n-butila. Refe-rência aqui a "etileno" será compreendida para incluir etileno e misturas decomonômeros, exceto onde outro significado implicado pelo contexto.

Modificador

O processo da invenção freqüentemente envolverá o uso de ummodificador para controlar o peso molecular do polímero produto pela pro-moção da transferência de cadeia. Exemplos de agentes de transferência decadeia incluem tetrametilsilano, ciclopropano, hexafluoreto de enxofre, me-tano, butanol-terc, perfluoropropano, deuterobenzeno, etano, oxido de etile-no, 2,2-dimetilpropano, benzeno, sulfóxido de dimetila, éter vinil metílico,metanol, propano, 2-metil-3-buten-2-ol, acetato de metila, acetato de butil-t,formato de metila, acetato de etila, butano, trifenilfosfina, metilamina, benzo-ato de metila, benzoato de etila, N,N-diisopropilacetamida, 2,2,4- trimetilpen-tano, n-hexano, isobutano, dimetoximetano, etanol, n-heptano, acetato de n-butila, ciclo-hexano, metilciclohexano, 1,2-dicloroetano, acetonitrila, N-etilacetamida, propileno, n-decano, Ν,Ν-dietilacetamida, ciclopentano, ani-drido acético, n-tridecano, benzoato de n-butila, isopropano, tolueno, hidro-gênio, acetona, 4,4-dimetilpentano-1, trimetilamina, Ν,Ν-dimetilacetamida,isobutileno, isocianato de n-butila , 4,4-dimetilpenteno-1, trimetilamina, Ν,Ν-dimetilacetamida, isobutileno, isocianato de n-butila, butirato de metila, n-butilamina, Ν,Ν-dimetilformamida, sulfito de dietila, diisobutileno, tetraidrofu-rano, 4-metilpenteno-1, p-xileno, p-dioxano, trimetilamina, buteno-2, 1-bromo-2-cloroetano, octeno-1, 2-metilbuteno-2, cumeno, buteno-1, sulfito demetil vinila, n-butironitrila, 2-metilbuteno-1, etilbenzeno, n-hexadeceno, 2-butanona, isotiocianato de n-butila, metil 3-cianopropionato, tri-n-butilamina,3-metil-2-butanona, isobutironitrila, di-n-butilamina, cloroacetato de metila, 3-metilbuteno-1, 1,2-dibromoetano, dimetilamina, benzaldeído, clorofórmio, 2-etil-hexeno-1, propionaldeído, 1,4 diclorobuteno-2, tri-n-butilfosfina, dimetil-fosfina, cianoacetato de metila, tetracloreto de carbono, bromotriclorometa-no, di-n-butilfosfina, acetaldeído e fosfina.

Para detalhes adicionais de agentes de transferência, veja Ad-vances In Polymer Science, Vol. 7, pp. 386 - 448, (1970). A Tabela 7 nomesmo classifica diversos agentes de transferência a fim da transferência decadeia constante determinada sob condições estabelecidas. A tendênciapara copolimerizar é indicada pela reatividade, também determinada sobcondições estabelecidas.

O modificador pode ser adicionado na mistura da reação emqualquer maneira adequada. Por exemplo, o modificador pode ser injetadonos tubos de entrada, alimentando um ou mais dos cilindros de primeiro es-tágio do compressor secundário. O modificador, em geral não é completa-mente consumido durante uma passagem através do reator e, em geral,também está presente no etileno de reciclo retornando para o compressorsecundário.

Iniciadores

Os iniciadores são usados para iniciar a polimerização de etilenode radical livre e muitos iniciadores adequados serão conhecidos para umapessoa habilitada. Iniciadores de peróxido orgânico são preferidos. Tipica-mente, uma mistura de diversos iniciadores tendo diferentes temperaturasem meia vida será usada a fim de obter a cinética de reação desejada.

Os peróxidos puros são misturados, tipicamente, em um solven-te de hidrocarboneto e são, então, injetados no reator tubular, nas localiza-ções de injeção de iniciadores. Qualquer bomba adequada por ser usada,por exemplo, uma bomba de pistão acionado hidraulicamente.

A presente invenção pode ser melhor compreendida com refe-rência aos desenhos anexos.

A figura 1 é um esquema de uma instalação de polimerização 1,incluindo uma linha fina de alimentação de etileno 2, que fornece etilenofresco para um compressor primário 3. O etileno descarregado do compres-sor primário 3 circula através do conduto 4 tendo uma válvula 4a para ocompressor secundário 5. Também, a introdução do compressor secundário5 é um fluxo de modificador(es) fresco(s) e/ ou comonômero(s) opcional(ais)e um fluxo de etileno reciclado. O fluxo de modificador fresco é fornecido poruma bomba de modificador separado 6. o etileno reciclado vem do sistemade reciclo em alta pressão 7.

O compressor secundário 5 é descrito em mais detalhes abaixo.

O compressor secundário 5 descarrega etileno comprimido em cinco fluxos8a, 8b, 8c, 8d e 8e. O fluxo 8a importa em 20% do fluxo total de etileno. Ofluxo 8a é aquecido por uma camisa de vapor (não mostrada), que aquece oetileno, antes de entrar na extremidade frontal do reator tubular 9. Os quatrofluxo laterais de etileno restante 8b, 8c, 8d e 8e entram, cada um, no reatorcomo fluxos laterais. Os fluxos laterais 8b, 8c, 8d e 8e são resfriados. O rea-tor tubular 9 também é mostrado com seis entradas de iniciador 10a a 10f,que são espaçadas em intervalos ao longo do reator 9 e são alimentados deuma estação de mistura e bombeamento de iniciador 11.0 primeiro pontode injeção de iniciador 10a é exatamente a jusante da extremidade frontal doreator 9 e define o início da primeira zona de reação. O iniciador que entraatravés daquela primeira entrada de iniciador 10a se combina com o etilenoquente do fluxo 8a e a polimerização começa, elevando a temperatura doetileno enquanto ele se desloca para baixo do reator tubular 9. Uma camisade aquecimento/ resfriamento (não mostrada) encaixada no reator 9 resfria amistura da reação e a temperatura da mistura da reação forma picos entre210 e 3509C, à medida que o iniciador é consumido e a taxa de polimeriza-ção começa a cair e, então, começa a declinar. A entrada do primeiro fluxolateral 8b resfria a mistura da reação ainda mais. A segunda entrada de inje-ção de iniciador 10b fica exatamente a jusante do ponto de entrada do fluxolateral 8b e define o início da segunda zona de reação. Mais uma vez, atemperatura da mistura da reação sobe, forma picos e cai, enquanto circulaao longo do reator tubular 9, com a entrada o segundo fluxo lateral 8c pro-porcionando um resfriamento rápido adicional antes da entrada de iniciadorna terceira entrada de iniciador 10c, que define o inicio da terceira zona dereação. As terceira, quarta, quinta e sexta zonas de reação são similares àsegunda zona de reação, exceto que os fluxos laterais são opcionais comrelação às quinta e sexta zonas de reação e, portanto, a distância entre asquinta e sexta entradas de iniciador 10e e 10f pode ser relativamente longa,a fim de permitir um comprimento maior da camisa de aquecimento/ resfria-mento.

A jusante da sexta entrada de iniciador 10f e a sexta zona dereação, o reator tubular termina em uma válvula de let-down, em alta pres-são 12.

Na região a montante do ponto de injeção do primeiro fluxo late-ral 8b, o reator tubular 9 tem um diâmetro interno inicial, o que aumenta ajusante do fluxo lateral 8b e aumenta ainda mais a jusante de cada fluxo la-teral subseqüente até um diâmetro interno máximo de pelo menos 65 mm e,de preferência, pelo menos 70 mm é alcançado na região a jusante do fluxolateral final 8e. Aquele perfil de diâmetro interno permite que a taxa de fluxopor todo o reator tubular 9 seja mantido em cerca de 15 m/s durante opera-ção normal sob um rendimento de compressor secundário de 160 toneladas/hora e em uma queda de pressão aceitável através do reator.

A válvula de let-down, em alta pressão 12 controla a pressão noreator tubular 9. Imediatamente a jusante da válvula de let-down, em altapressão 12 é um resfriador de produto 13. Com a entrada para o resfriadorde produto 13, a mistura da reação está um estado de fase separada. Ela saino separador em alta pressão 14. O gás em excesso do separador de altapressão 14 circula no sistema de reciclo de alta pressão 7 onde o etileno nãoreagido é resfriado e retornado para o compressor secundário 5.

O produto polímero circula do fundo do separador em alta pres-são 14 no separador de baixa pressão 15, separando quase todo o etilenorestante do polímero. Aquele etileno restante é transferido para um flare (nãomostrado) ou uma unidade de purificação (não mostrada) ou é reciclado a-través do compressor primário 3 da unidade separadora de produto para ocompressor secundário. O polímero fundido circula do fundo do separadorde baixa pressão 15 para um extrusor (não mostrado) para extrusão, resfri-amento e pelotização.

Com relação às várias faixas aqui apresentadas, qualquer limitesuperior citado, naturalmente, pode ser combinado com qualquer limite infe-rior para sub-faixas selecionadas.

Todas as patentes e publicações, incluindo documentos de prio-ridade e procedimentos de testagem, aqui referidos são incorporados atra-vés de referência em suas totalidades.

Embora os métodos e sistemas aqui descritos e sua vantagenstenham sido descritas em detalhes, será compreendido que várias mudan-ças, substituições e alterações poderiam ser feitas sem afastamento do espí-rito e do escopo das invenções aqui descritas como definidas pelas reivindi-cações a seguir.

Claims (18)

1. Processo para a fabricação de polímeros e copolímeros deetileno, compreendendo as etapas de:compressão de etileno em um compressor primário em um ren-dimento de pelo menos 55 toneladas/ hora e, então, misturando aquele eti-leno com etileno reciclado e ainda comprimindo o etileno até uma pressãode pelo menos 2300 bar em um rendimento de pelo menos 120 toneladas/hora em um compressor secundário;aquecimento de pelo menos uma porção do etileno comprimidoaté uma temperatura de pelo menos 95QC e introdução daquele etileno a-quecido na extremidade frontal de um reator tubular tendo um diâmetro in-terno máximo de pelo menos 65 mm e um comprimento de pelo menos 1500 m;introdução do iniciador no reator tubular em pelo menos três Ιο-calizações separadas, assim, definindo pelo menos três zonas de reação,permitindo que o etileno polimerize, e resfriamento da mistura da reação pe-lo menos nas duas primeiras zonas de reação, de modo que pelo menos-28% do monômero é convertido em polímero;manutenção de uma queda de pressão através do comprimentodo reator tubular tal como para manter uma velocidade de fluxo no reatortubular de pelo menos 6 m/s;liberação da mistura da reação através de uma válvula de Iet-down, de alta pressão, resfriando a mistura da reação e separando a misturada reação em um separador de produto em polímero e etileno não reagido; ereciclagem do etileno não reagido.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que o com-pressor primário é um compressor alternado, tendo pelo menos 8 cilindros ecomprime o etileno para uma pressão de pelo menos 200 bar.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação-2, em que o compressor secundário é um compressor de dois estágios e tem-14 ou 16 cilindros dispostos em uma única carcaça.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação-2, em que o compressor secundário tem 14, 16, 18, 20 ou 22 cilindros dis-postos em duas carcaças separadas.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação-2, em que o compressor secundário tem um máximo de 32 cilindros dispos-tos em duas carcaças separadas.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o rendimento através do compressor secundário estána faixa de 140 a 210 toneladas / hora.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que a porção do etileno comprimido é aquecida até pelomenos 1359C antes da introdução na extremidade frontal do reator tubular.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que em cada zona de reação a montante de um ponto deinjeção de iniciador a mistura da reação é resfriada para pelo menos 20QCabaixo da temperatura de pico daquela zona.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o diâmetro interno mínimo do reator tubular é pelo menos 76 mm.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o iniciador é injetado em 4, 5 ou 6 pontos diferentes.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que a velocidade de fluxo no reator tubular está na faixa de-8 a 20 m/s.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que a conversão está na faixa de 28 a 40%

13. Processo, de acordo com a reivindicação 11, em que a con-versão está na faixa de 30 a 37%.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que a mistura da reação é resfriada em um resfriador deproduto disposto a jusante da válvula de let-down, de alta pressão, o resfria-dor de produto tendo um diâmetro interno máximo de pelo menos 65 mm eum comprimento de pelo menos 200m.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o separador de produto tem dois estágios, com a pres-são no primeiro estágio estando na faixa de 250 a 350 bar e a pressão nosegundo estágio estando na faixa de 1 a 10 bar.

16. Aparelho para a fabricação de copolímeros de polietileno epolietileno, compreendendo um compressor primário capaz de um rendimen-to de pelo menos 55 toneladas/ hora, disposto para fornecer etileno compri-mido para um compressor secundário de dois estágios e capaz de comprimiretileno em um rendimento de pelo menos 120 toneladas/ hora em uma pres-são de pelo menos 2300 bar, o compressor secundário se comunicando,através de um conduto dotado de meios de aquecimento para permitir quepelo menos uma porção do etileno comprimido seja aquecida até pelo me-nos 95ºC, com a extremidade frontal de um reator tubular;o compressor secundário, opcionalmente se comunicando atra-vés de um ou mais condutos com um ou mais pontos a jusante da extremi-dade frontal do reator tubular para o fornecimento de um ou mais fluxos late-rais de etileno para o reator tubular;reator tubular tendo pelo menos três entradas para a injeção deiniciador, assim, definindo pelo menos três zonas de reação e sendo dotadode uma camisa de aquecimento/ resfriamento em cada zona de reação, oreator tubular tendo um diâmetro interno máximo de pelo menos 65 mm esendo dotado de uma válvula let-down, a instalação de produção aindacompreendendo:um meio de resfriamento disposto a jusante da válvula de Iet-down, em alta pressão;um separador de produto; epelo menos um conduto para a transferência de etileno recicladodo sub-portadora para o compressor secundário.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, em que o com-pressor secundário de dois estágios tem pelo menos 14 cilindros.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16 ou a reivindica-ção 17, em que o separador de produto tem pelo menos dois estágios.