BRPI0815829B1

BRPI0815829B1 - Processo para a polimerização de olefina com a utilização de múltiplos reatores de circuito fechado

Info

Publication number: BRPI0815829B1
Application number: BRPI0815829-0A
Authority: BR
Inventors: Luciano Michielin; Roberto Rinaldi; Antonio Gala; Giuseppe Penzo
Original assignee: Basell Poliolefine Italia S.R.L.
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2019-05-28
Also published as: BRPI0815829A2; KR20100058508A; EP2183285B1; ATE509035T1; CN101790544B; RU2465284C2; RU2010111789A; EP2183285A1; CN101790544A; KR101444696B1; JP2010537021A; WO2009027197A1

Abstract

processo para a polimerização de olefina com a utilização de múltiplos reatores de circuito fechado a presente invenção refere-se a um processo para a polimerização de uma suspensão semissólida de uma ou mais alfa -olefinas em uma sequência de pelo menos dois reatores de circuito fechado interligados por meio de uma linha de transferência, a transferência de polímero de um primeiro reator de circuito fechado para um segundo reator de circuito fechado compreendendo as etapas de: (i) estabelecer uma reciclagem da suspensão semissólida de polímero para um segundo reator de circuito fechado por meio da referida linha de transferência, por meio do que uma fração da suspensão semissólida de polímero s1 retirada a partir do referido segundo reator de circuito fechado seja continuamente reciclada de volta para o mesmo; (ii) descarregar uma fração a suspensão semissólida do polímero produzida no primeiro reator de circuito fechado para dentro de uma linha de descarga ligada à referida linha de transferência.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA A POLIMERIZAÇÃO DE OLEFINA COM A UTILIZAÇÃO DE MÚLTIPLOS REATORES DE CIRCUITO FECHADO.

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a polimerização em fase líquida de olefinas executado em uma sequência de pelo menos dois reatores de circuito fechado. A invenção também se refere a um aparelho para a polimerização de olefinas que compreende pelo menos dois reatores de circuito fechado e dispositivos de transferência para o transporte de uma suspensão semifluida de polímero a partir de um reator de circuito fechado para outro reator de circuito fechado.

[002] É conhecida a polimerização de olefinas sob condições de suspensão semifluida em um ou mais reatores de circuito fechado. Esse tipo de reator é amplamente usado para a produção de polietileno e polipropileno. O produto obtido consiste de partículas sólidas de polímero em uma suspensão de monômeros líquidos (polimerização em volume), ou de forma alternativa, partículas de polímero em uma suspensão de monômeros líquidos misturados junto com um solvente inerte, como o diluente de polimerização.

[003] Os (co)polímeros de propileno são produzidos tipicamente através da utilização de propileno líquido como o meio de polimerização, com a finalidade de maximizar a velocidade da reação de polimerização através do provimento de uma concentração mais alta de monômeros.

[004] A suspensão semifluida de polímero é circulada continuamente no reator de circuito fechado por meio de uma bomba para manter uma dispersão homogênea do polímero sólido no meio de reação líquido. Uma suspensão semifluida de polímero é retirada a partir do reator e pode ser concentrada de tal forma que o conteúdo sólido na saída do reator é mais alto do que o conteúdo sólido no interior do reator. Tradicionalmente, isso tem sido feito através da utilização de pernas

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 4/29

2/19 de assentamento na descarga do reator de circuito fechado: as pernas de assentamento operam em um princípio de batelada para a recuperação do produto. A suspensão semissólida concentrada de polímero é transferida sucessivamente para um tanque de vaporização, no qual a maioria do diluente e dos monômeros não reagidos são removidos por vaporização de modo a separar o polímero sólido no fundo do tanque de vaporização.

[005] Também tem sido conhecida a utilização de um segundo reator de circuito fechado que recebe a suspensão semissólida de polímero a partir do primeiro reator de circuito fechado para continuar a reação de polimerização, possivelmente sob condições de polimerização diferentes, para a produção de polímeros e de copolímeros de olefina que tenham a composição e as propriedades desejadas.

[006] Durante a operação padrão do aparelho de polimerização um gradiente de pressão predefinido ao longo da linha de transferência assegura uma transferência contínua de suspensão semissólida de polímero entre o primeiro reator de circuito fechado e o segundo reator de circuito fechado. No entanto, problemas associados com a transferência da suspensão semissólida de polímero entre os dois reatores de circuito fechado podem ocorrer. Por razões de conveniência, múltiplos reatores de circuito fechado são dispostos comumente em uma distância próxima um do outro, de tal forma que os primeiro e segundo reatores de circuito fechado estão comumente conectados por meio de um tubo de transferência curto.

[007] Por consequência, um aumento eventual na pressão na linha de alimentação do primeiro reator, ou de forma alternativa, um aumento de pressão na saída a partir do segundo reator, pode dar lugar a uma redução considerável no gradiente de pressão da linha de transferência com o efeito negativo de diminuir ou mesmo parar a velocidade do fluxo da suspensão semissólida ao longo da linha de transferência.

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 5/29

3/19 [008] Essa redução ou parada do fluxo da suspensão semissólida pode levar eventualmente a um bloqueio da linha de transferência, devido à polimerização descontrolada com a formação de grupos de polímero no interior da linha de transferência. No caso de obstrução do conduto de transferência, se torna necessária a paralisação completa da planta de polimerização com a consequente perda de tempo e de dinheiro.

[009] Com a finalidade de resolver os inconvenientes técnicos, tem sido propostos arranjos diferentes das linhas de transferência que ligam dois reatores de circuito fechado.

[0010] O WO 2005/077985 descreve um reator de circuito fechado múltiplo para a polimerização de olefinas, nos quais uma suspensão semissólida de polímero é transferida a partir de um primeiro reator de circuito fechado para um segundo reator de circuito fechado através da utilização de uma linha de transferência substancialmente horizontal, que se prolonga a partir da saída de uma perna de assentamento do primeiro reator para a entrada no segundo reator. O polímero é transferido diretamente a partir de um reator para o outro através de linhas retas e substancialmente horizontais, que permitem que os reatores sejam instalados em distancias maiores. Curvas e quaisquer outros desvios da orientação horizontal são evitados, uma vez que eles podem reduzir a velocidade da transferência do polímero e o aumento da frequência de entupimento na linha de transferência. As pernas de assentamento estão localizadas em segmentos ou cotovelos dos reatores de circuito fechado e permitem que a suspensão semissólida de polimerização se decante e o aumento da concentração de sólidos. A transferência ou a descarga do polímero é controlada através de um sistema múltiplo de válvulas.

[0011] O WO 05/080442 descreve reatores de circuito fechado inPetição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 6/29

4/19 terconectados nos quais os polímeros em crescimento fluem continuamente a partir do primeiro “loop” para o segundo “loop” através de um primeiro tubo de transferência e de volta para o primeiro “loop” através de um segundo tubo de transferência: os dois tubos são completamente separados, sem nenhuma conexão um com o outro. Na modalidade da Fig. 1 o primeiro tubo transporta a suspensão semissólida a partir de um ponto a montante da bomba de circulação do primeiro reator até um ponto a montante da bomba de circulação do segundo reator. O segundo tubo transporta a suspensão semissólida de polímero de volta a partir de um ponto a jusante da bomba de circulação do segundo reator até um ponto a montante da bomba de circulação do primeiro reator. De acordo com os dados experimentais fornecidos no exemplo o WO 05/080442 ambas as linhas de transferência acima são operadas com uma gradiente de pressão de somente 0,5 KPa, é fácil de entender que uma pequena variação da pressão na alimentação ou na descarga dos reatores de circuito fechado pode ocasionar uma outra redução do referido gradiente de pressão limitado com o efeito negativo de diminuir a velocidade de fluxo da suspensão semissólida de polímero ao longo das linhas de transferência: o risco de polimerização não controlada e de entupimento da linha de transferência é realístico.

[0012] Os processos e aparelhos descritos nos documentos da técnica precedente não resolvem os problemas associados com uma ligação direta entre dois reatores de circuito fechado ligados em serie, o referido arranjo da técnica precedente sendo incapaz de absorver possíveis mudanças de pressão no primeiro ou no segundo reatores de circuito fechado, com a consequente falta de confiabilidade na operação da planta de polimerização.

[0013] Em vista do precedente, existe a necessidade de melhorar a disposição de reatores de circuito fechado múltiplos e as linhas de transPetição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 7/29

5/19 ferência de interconexão dos mesmos, e tal forma a minimizar as flutuações na velocidade de fluxo da suspensão semissólida de polímero e assegurar uma operação confiável da planta de polimerização.

[0014] Por esse motivo, é um objetivo da invenção um processo para a polimerização da suspensão semissólida de uma ou mais a-olefinas em uma sequência de pelo menos dois reatores de circuito fechado interligados por meio de uma linha de transferência de polímero a partir de um primeiro reator de circuito fechado para um segundo reator de circuito fechado que compreende as etapas de:

(i) estabelecendo uma reciclagem da suspensão semissólida de polímero para um segundo reator de circuito fechado por meio da referida linha de transferência, por meio do que uma fração da suspensão semissólida de polímero S1 retirada a partir do referido segundo reator de circuito fechado seja continuamente reciclada de volta para o mesmo;

(ii) descarregando uma fração da suspensão semissólida de polímero produzida no primeiro reator de circuito fechado para dentro de uma linha de descarga ligada à referida linha de transferência;

em que a proporção em peso R entre a suspensão semissólida de polímero total S2 reciclada de volta para o referido segundo reator de circuito fechado e a produtividade da planta de polimerização varia a partir de 2 até 8.

[0015] O processo de polimerização da presente invenção é baseado em um arranjo peculiar dos reatores de circuito fechado múltiplos e da linha de transferência que liga os reatores de circuito fechado um com o outro. De fato, a linha de transferência da invenção, além da função convencional de transferir o polímero a partir do primeiro reator para o segundo reator, opera também uma reciclagem contínua do polímero a partir de uma zona para a outra zona do segundo reator de circuito fechado. A linha de transferência é configurada como uma conexão de

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 8/29

6/19 correia transportadora e isso permite a implementação da etapa (i) acima assegurando uma recirculação contínua de uma fração da suspensão semissólida do polímero produzida no segundo reator de circuito fechado.

[0016] Especificamente, uma fração S1 da suspensão semissólida do polímero produzida no segundo reator de circuito fechado entra na linha de transferência e é transportada na proximidade do primeiro reator de circuito fechado, aonde a linha de transferência se junta com uma linha de descarga que vem a partir do primeiro reator de circuito fechado. Como uma consequência, a fração S1 da suspensão semissólida do polímero que está vindo a partir do segundo reator se junta com a suspensão semissólida do polímero descarregada a partir do primeiro reator de circuito fechado. Em seguida, as quantidades respectivas de suspensão semissólida de polímero que está vindo a partir das etapas (i) e (ii) acima fluem em conjunto para dentro da linha de transferência, de tal forma que elas são misturadas em conjunto antes de alcançarem a saída da linha de transferência, disposta no segundo reator de circuito fechado.

[0017] Com a finalidade de esclarecer melhor as condições de operação adotadas no processo de polimerização da presente invenção, a velocidade de fluxo da suspensão semissólida do polímero que está vindo a partir do segundo reator de circuito fechado e que está entrando na linha de transferência é indicada como S1, enquanto que a velocidade de fluxo da suspensão semissólida do polímero total que está de volta para o segundo reator de circuito fechado é indicada como S2.

[0018] A suspensão semissólida do polímero S1 definida acima é uma fração considerável da suspensão semissólida do polímero S1 que está circulando no interior do segundo reator de circuito fechado: A S1 varia em geral a partir de 1% até 10% em peso da suspensão semissó

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 9/29

7/19 lida do polímero que está circulando no segundo reator de circuito fechado, de preferência a partir de 2,9% até 6% em peso da mesma.

[0019] A produtividade P da planta de polimerização, isto é, a velocidade total do fluxo do polímero formado nos primeiro e segundo reatores, varia em geral a partir de 0,1 até 3% em peso da suspensão semissólida do polímero que está circulando no interior de cada reator de circuito fechado.

[0020] Pode ser útil a definição de um parâmetro que indique a quantidade de suspensão semissólida do polímero que está sendo continuamente reciclada ao longo da linha de transferência com relação à produtividade P da planta de polimerização. Esse parâmetro é a proporção em peso R entre a suspensão semissólida acima definida S2 e a produtividade P da planta de polimerização: com a finalidade de assegurar a melhor capacidade de operação do processo de polimerização, a proporção em peso R é em geral selecionada de tal forma a variar a partir de 2 até 8, de preferência a partir de 3 até 6. Esses valores de R demonstram que uma quantidade considerável de suspensão semissólida de polímero é continuamente reciclada através da linha de transferência da invenção em comparação com a produtividade P da planta de polimerização.

[0021] O processo de polimerização da invenção oferece muitas vantagens. De forma diferente dos arranjos da técnica anterior, a linha de transferência da invenção não é uma conexão juntando diretamente os primeiro e segundo reatores de circuito fechado, porém é uma conexão em correia transportadora que tem um comprimento considerável: ela se inicia a partir do segundo reator, chega a uma zona na proximidade do primeiro reator de circuito fechado e retorna de volta para o segundo reator de circuito fechado. Devido a esse comprimento considerável, o gradiente de pressão ao longo da linha de transferência é aumentado com relação aos arranjos da técnica anterior: isso leva a um

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 10/29

8/19 melhoramento na capacidade de amortecimento das possíveis mudanças de pressão nas condições de operação do primeiro ou do segundo reator de circuito fechado, de tal forma que as flutuações consequentes na velocidade de fluxo do polímero transferido são reduzidas de forma considerável, com a minimização do risco de entupimento da linha de transferência.

[0022] Uma vantagem adicional importante oferecida pelo processo de polimerização da invenção está correlacionada com a recirculação contínua da suspensão semissólida do polímero que está vindo a partir do segundo reator e está continuamente se misturando com a suspensão semissólida do polímero a partir do primeiro reator. A transferência da suspensão semissólida do polímero a partir do primeiro reator para o segundo reator através da linha de transferência da invenção implica na captação de uma quantidade considerável de suspensão semissólida do polímero que está vindo a partir do segundo reator: isso permite alcançar uma homogeneidade aumentada do polímero final obtido através do processo de polimerização. De fato, é fácil de entender que, quando os dois reatores de circuito fechado são operados com uma concentração diferente de monômeros, a referida misturação contínua de frações poliméricas diferentes operada na linha de transferência aumenta a homogeneidade, em termos de propriedades físicas, do produto final descarregado a partir do segundo reator de circuito fechado.

[0023] A polimerização de olefina da invenção é executada sob condições de suspensão semissólida, de tal forma que as partículas do polímero são suspensas em um meio de polimerização líquido. A polimerização em suspensão semissólida com a utilização de monômeros líquidos como o meio de polimerização (polimerização em volume) permite maximizar a velocidade da reação de polimerização através da provisão de uma alta concentração de monômeros e pela simplificação do processo através da eliminação do uso de solventes ou diluentes que

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 11/29

9/19 tem que ser purificados e reciclados. Os reatores de circuito fechado para a polimerização de suspensão semissólida em monômero líquido são tipicamente providas com paredes encamisadas, que proporcionam uma proporção elevada de área de resfriamento com relação ao volume do reator.

[0024] O catalisador de polimerização usado no processo de polimerização da invenção é obtido a partir de compostos de metais de transição que pertencem aos Grupos IV, V ou VI da Tabela Periódica dos Elementos e compostos de alquila de alumínio e/ou compostos de alumoxano, ou são catalisadores com base em óxido de cromo.

[0025] Os catalisadores de preferência para a polimerização de propileno, opcionalmente com outras α-olefinas, são os catalisadores de Ziegler/Natta de alto rendimento e elevada estéreo especificidade, que compreendem componentes sólidos sustentados sobre MgCb. O hidrogênio é usado de preferência como um agente de transferência de cadeia para o ajuste do peso molecular da poliolefina produzida. Os monômeros a serem polimerizados através do processo da invenção são as a-olefinas da fórmula CH2=CHR, nas quais R é hidrogênio ou um radical hidrocarboneto que tenha de 1 a 12 átomos de carbono. De preferência a referida a-olefina é propileno: neste caso a concentração de propileno é compreendida entre 60 e 100% em peso, de preferência entre 75 e 95%, com base na quantidade total do líquido presente no reator de circuito fechado. A parte restante do líquido pode ser composta por um hidrocarboneto inerte, se presente, e um ou mais comonômeros de a-olefina no caso de copolimerização, O comonômero de preferência é o etileno.

[0026] A temperatura de polimerização nos reatores de circuito fechado é compreendida entre 60°C e 95°C, de preferência a partir de 65 até 85°C, enquanto que a pressão varia a partir de 20 até 50 KPa, de preferência a partir de 25 até 40 KPa. O tempo de permanência da suspensão semissólida nos reatores de circuito fechado e compreendido

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 12/29

10/19 entre 10 minutos e 90 minutos, de preferência entre 20 minutos e 60 minutos.

[0027] No que se segue da descrição a invenção também é ilustrada por meio da Figura 1, que é um esquema simplificado que representa uma modalidade de preferência, porém não limitativa da invenção.

[0028] A Figura 1 é uma representação em diagrama de uma polimerização de suspensão semissólida de olefinas executada em uma sequência de um primeiro reator de circuito fechado 10 e um segundo reator de circuito fechado 20. Os componentes do catalisador, cocatalisador, hidrogênio como o regulador do peso molecular, e os monômeros são introduzidos no interior do reator de circuito fechado através da linha 12, no caso da utilização dos catalisadores de Ziegler/Natta que compreendem um componente sólido sustentado sobre MgCb ativo, o componente sólido pode ser alimentado de tal forma ou de preferência em uma forma pré-polimerizada.

[0029] As concentrações dos monômeros e/ou do hidrogênio no segundo reator de circuito fechado 20 podem ser diferentes daquelas no primeiro reator 10, de tal modo a produzir polímeros ou copolímeros finais que tenham uma composição e propriedades físicas desejadas.

[0030] A suspensão semissólida de polímero do primeiro reator 10 é continuamente recirculada no interior do reator de circuito fechado 10 por meio de uma bomba axial 14 acionada por um motor 16. A transferência da suspensão semissólida de polímero a partir do primeiro reator de circuito fechado 10 para o segundo reator de circuito fechado 20 é executada através das condições de operação da presente invenção: uma fração da suspensão semissólida de polímero é descarregada de modo contínuo a partir do reator de circuito fechado 10 através da linha de descarga 18 e entra na linha de transferência que liga os dois reatores de circuito fechado.

[0031] De acordo com a etapa (i) da invenção, uma fração S1 da

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 13/29

11/19 suspensão semissólida de polímero é retirada a partir do segundo reator de circuito fechado 20 e entra na linha de transferência 30. A referida fração S1 da suspensão semissólida de polímero é retirada de preferência a partir de uma zona localizada a jusante dos dispositivos de bombeamento do reator de circuito fechado 20. Como mostrado na Figura 1, a fração S1 é retirada em um ponto designado como A, localizado a jusante da bomba axial 24, o que assegura a circulação contínua da suspensão semissólida no interior do reator de circuito fechado 20. A linha de transferência 30 transporta a suspensão semissólida de polímero S1 para uma zona na proximidade do primeiro reator de circuito fechado 10, onde a linha de transferência 30 se curva e envolve a parte mais baixa do reator de circuito fechado 10, retornando em seguida de volta para o reator 20 através da parte da extremidade 30a.

[0032] A linha de descarga 18 está localizada no fundo do reator de circuito fechado 10 em uma zona designada como B, a referida linha de descarga 18 se fundindo para dentro da linha de transferência 30 no ponto C. A parte do final da linha de transferência a partir do ponto C para o ponto de entrada D no interior do reator de circuito fechado 20 é designada como 30a. Na parte final 30a a fração da suspensão semissólida de polímero S1 e a suspensão semissólida de polímero descarregada a partir do reator de circuito fechado 10 são misturadas em conjunto e transportadas para o segundo reator de circuito fechado 20.

[0033] Uma suspensão semissólida de polímero S2 é reciclada de volta para o segundo reator de circuito fechado 20: o ponto de entrada D no interior do reator de circuito fechado 20 é colocado à montante da bomba axial de circulação 24. Como uma consequência, o dispositivo de bombeamento 24 do segundo reator de circuito fechado 20 proporciona a cabeça de pressão para garantir o fluxo do polímero ao longo da linha de transferência 30 e também a cabeça de pressão para assegurar a circulação contínua da suspensão semissólida de polímero ao longo

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 14/29

12/19 da linha de transferência 30 e também a pressão de cabeça para assegurar a circulação contínua da suspensão semissólida no reator de circuito fechado 20. Especificamente, a circulação do fluxo entre o ponto de partida A e o ponto final D da linha de transferência 30 é assegurada pela pressão de cabeça provida pelo dispositivo de bombeamento 24. Em geral, o gradiente de pressão entre o ponto de partida A e o ponto final D é mais alto do que 1,0 KPa(1,0bar), de preferência na faixa a partir de 1 até 2 KPa(1 a 2 bar).

[0034] A suspensão semissólida de poliolefina obtida descarregada a partir do reator de circuito fechado 20 através da linha de descarga 28 pode ser alimentada para um tanque de evaporação (não mostrado) para a separação das partículas sólidas do polímero da fase líquida. [0035] Em conexão com a descrição da Figura 1 em anexo é outro objetivo da invenção um aparelho para a polimerização contínua de olefinas, compreendendo dois reatores de circuito fechado conectados em série, 10 e 20, e uma linha de transferência 30 para a transferência do polímero a partir do primeiro reator de circuito fechado 10 para o segundo reator de circuito fechado 20, o aparelho caracterizado em que:

- a referida linha de transferência 30 se origina a partir do referido segundo reator de circuito fechado 20 em um ponto A a jusante do dispositivo de bombeamento 24 do referido segundo reator de circuito fechado 20 e retorna para o referido segundo reator de circuito fechado 20 em um ponto D a montante do dispositivo de bombeamento 24.

- uma linha de descarga 18 vinda a partir do referido primeiro reator de circuito fechado 10 se junta dentro da referida linha de transferência 30.

[0036] Como é conhecido por uma pessoa versada na técnica, os reatores de circuito fechado de polimerização 10, 20, também podem ser formados por mais do que duas pernas verticais, unidas uma com a

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 15/29

13/19 outra por meio de curvaturas superiores e inferiores, de tal forma a gerar uma estrutura de circuito fechado. De acordo com uma modalidade de preferência, os reatores de circuito fechado de polimerização 10 e 20 compreendem a partir de 4 até oito pernas verticais (não mostradas na Figura 1).

[0037] A parte de fundo das pernas verticais dos reatores de circuito fechado 10 e 20 é provida com válvulas de emergência de liga-desliga (não mostradas na Figura 1) para o esvaziamento do reator de circuito fechado em caso de emergência ou por razões de manutenção. De acordo com uma modalidade alternativa, as referidas válvulas de emergência liga-desliga podem ser colocadas nas curvas de fundo dos reatores de circuito fechado 10, 20.

[0038] Como explicado anteriormente, no aparelho de polimerização da invenção a linha de transferência 30 é disposta de tal forma a se projetar para uma zona na proximidade do primeiro reator de circuito fechado 10 e para envolver a parte mais baixa do referido reator de circuito fechado 10. A linha de transferência 30 compreende uma primeira porção AC que se prolonga a partir do referido segundo reator de circuito fechado até o ponto C, no qual a linha de transferência 30 se funde com a linha de descarga 18, e uma porção de extremidade CD que se prolonga a partir do referido ponto C e do ponto D no segundo reator de circuito fechado 20. A parte final da extremidade CD tem que receber também a suspensão semissólida descarregada a partir do primeiro reator de circuito fechado 10, de tal forma que o diâmetro da referida parte de extremidade CD seja maior do que o diâmetro da parte AC da linha de transferência.

[0039] Os exemplos que se seguem também irão ilustrar a presente invenção sem limitar o âmbito da mesma.

EXEMPLOS

Exemplo 1

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 16/29

14/19 [0040] Um homopolímero de polipropileno é produzido por polimerização em fase líquida em uma sequência de dois reatores de circuito fechado interconectados um com o outro por meio da linha de transferência da presente invenção, como mostrado na Figura 1. O monômero líquido é polimerizado na ausência de qualquer diluente de polimerização (polimerização em volume), de tal forma a formar uma suspensão semissólida de polipropileno no monômero líquido.

[0041] Um catalisador Ziegler/Natta é usado como o catalisador de polimerização, compreendendo um catalisador sólido com base de titânio sustentado sobre um cloreto de magnésio, trietil alumínio (TEAL) como o co-catalisador e um alcoxissilano de alquila como um doador externo. Os componentes do catalisador acima são alimentados para um recipiente de pré-contato, em quantidades tais que a proporção em peso de TEAL/componentes sólidos é de 5, a proporção em peso de TEAL/para o doador externo é de 3,5. Os componentes do catalisador acima são pré-contatados em uma temperatura de 15°C durante 10 minutos

Condições de polimerização do 1° reator de circuito fechado.

Temperatura: 73°C

Pressão (a montante da bomba de circulação): 41 KPa (41bar)

Concentração do polímero na suspensão semissólida: 50% em peso (o restante é propileno).

Condições de polimerização do 2° reator de circuito fechado.

Temperatura: 73°C

Pressão (a montante da bomba de circulação): 40,5 KPa(40,5bar)

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 17/29

15/19 [0042] O dispositivo de bombeamento 24 provê a cabeça de pressão para a circulação contínua da suspensão semissólida de polímero no interior do segundo reator de circuito fechado 20 e também a cabeça de pressão necessária para garantir o fluxo do polímero ao longo da linha de transferência 30. A pressão no ponto (A) á jusante da bomba 24 é de cerca de 42 KPa(42bar), enquanto que no ponto (B) à montante da bomba 24 é de cerca de 40,5 KPa(40,5bar). A pressão no ponto (A) onde o conduto de descarga 18 a partir do primeiro reator de circuito fechado 10 se junta a linha de transferência 30 é de cerca de 41 KPa(41 bar) de tal forma que P(A)> P(c)> P(D) e uma pressão constante da suspensão semissólida de polímero na linha de transferência é assegurada por esse perfil de pressão.

[0043] 400 t/hora de suspensão semissólida de polímero são circuladas de forma contínua no interior do primeiro reator de circuito fechado 10, e ao mesmo tempo 45 t/hora de suspensão semissólida são descarregadas a partir desse reator através da linha de descarga 18. Da mesma forma 4500 t/hora de suspensão semissólida de polipropileno são circuladas de forma contínua no interior do segundo reator de circuito fechado através da linha de descarga 28. Sendo a concentração do polímero na suspensão semissólida de 50% em peso, a produtividade P da planta de polimerização é de 35 t/hora de polipropileno.

[0044] 120 t/hora da suspensão semissólida S1 entra na linha de transferência 30 vinda a partir do reator de circuito fechado 20, de tal forma que 165 t/hora de suspensão semissólida de polipropileno S2 fluem ao longo da parte final 30a da linha de transferência. A proporção R entre a suspensão semissólida S2 e a produtividade P da planta de polimerização é de cerca de 4,7. O índice de fusão MIL (ASTM-D 1238, condições 230°C/ 2,16 kg) das partículas de polipropileno descarregadas a partir do segundo reator de circuito fechado é de cerca de 6 g/10'. Exemplo 2.

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 18/29

16/19 [0045] Um copolímero aleatório de propileno etileno é produzido através de polimerização em fase líquida em uma sequência de dois reatores de circuito fechado interligados um com o outro por mio da linha de transferência da presente invenção. O mesmo catalisador Ziegler/Natta do Exemplo 1 é usado: uma suspensão semissólida do copolímero de propileno/etileno nos monômeros líquidos é formada e circula no interior dos dois reatores de circuito fechado.

Condições de polimerização do 1° reator de circuito fechado.

Temperatura: 75°C

Pressão (a montante da bomba de circulação): 41 KPa(41 bar)

Concentração de etileno: 2,2% em peso

Concentração de propileno: 97,8% em peso

Concentração do polímero na suspensão semissólida: 54% em peso

Condições de polimerização do 2° reator de circuito fechado.

Temperatura: 75°C

Pressão (a montante da bomba de circulação): 40,5 KPa(40,5bar)

Concentração de etileno: 2,2% em peso

Concentração de propileno: 97,8% em peso

Concentração do polímero na suspensão semissólida: 54% em peso.

Condições de operação ao longo da linha de transferência.

[0046] A pressão no ponto (A) a jusante da bomba 24 é de cerca de 42 KPa enquanto que no ponto (D) a montante da bomba 24 é de cerca de 40,5 KPa. A pressão no ponto (C) onde o conduto de descarga 18 a partir do primeiro reator de circuito fechado 10 se junta a linha de transferência 30 é de cerca de 41 KPa(41 bar) de tal forma que P(A)> P(c)> P(D) e circulação constante da suspensão semissólida de polímero na linha

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 19/29

17/19 de transferência é assegurada por esse perfil de pressão.

[0047] 5500 t/hora de suspensão semissólida de polímero são circuladas de forma contínua no interior do primeiro reator de circuito fechado 10, e ao mesmo tempo 65 t/hora de suspensão semissólida são descarregadas a partir desse reator através da linha de descarga 18. Da mesma forma 5500 t/hora de suspensão semissólida do copolímero são circuladas de forma contínua no interior do segundo reator de circuito fechado 20 e 100 t/hora de suspensão semissólida são descarregadas de forma contínua a partir do segundo reator de circuito fechado através da linha de descarga 28. Sendo a concentração do copolímero na suspensão semissólida de 54% em peso, a produtividade P da planta de polimerização é de 54 t/hora de copolímero aleatório de propileno.

[0048] 150 t/hora da suspensão semissólida S1 entra na linha de transferência 30 vinda a partir do reator de circuito fechado 20, de tal forma que 215 t/hora de suspensão semissólida de polipropileno S2 fluem ao longo da parte final 30a da linha de transferência. A proporção R entre a suspensão semissólida S2 e a produtividade P da planta de polimerização é de cerca de 4,0. O índice de fusão MIL do copolímero aleatório de propileno descarregadas a partir da planta de polimerização é de cerca de 9 g/10'.

Exemplo 3 (Comparativo) [0049] As mesmas condições de polimerização do Exemplo 2 são ajustadas nos 1° e 2° reatores de circuito fechado para a preparação de um copolímero aleatório de propileno/ etileno.

Condições de operação ao longo da linha de transferência.

[0050] A pressão no ponto (A) a jusante da bomba 24 é de cerca de 42 KPa, enquanto que no ponto (D) à montante da bomba 24 é de cerca de 40,5 KPa.

[0051] 5500 t/hora de suspensão semissólida de polímero são cir

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 20/29

18/19 culadas de forma contínua no interior do primeiro reator de circuito fechado 10, e ao mesmo tempo 65 t/hora de suspensão semissólida são descarregadas a partir desse reator através da linha de descarga 18. Da mesma forma 5500 t/hora de suspensão semissólida do copolímero são circuladas de forma contínua no interior do segundo reator de circuito fechado 20 e 100 t/hora de suspensão semissólida são descarregadas de forma contínua a partir do segundo reator de circuito fechado através da linha de descarga 28. Sendo a concentração do copolímero na suspensão semissólida de 54% em peso, a produtividade P da planta de polimerização é de 54 t/hora de copolímero aleatório de propileno.

[0052] 450 t/hora da suspensão semissólida S1 entra na linha de transferência 30 vinda a partir do reator de circuito fechado 20, de tal forma que 515 t/hora de suspensão semissólida de polipropileno S2 fluem ao longo da parte final 30a da linha de transferência. A proporção R entre a suspensão semissólida S2 e a produtividade P da planta de polimerização é de cerca de 9,5.

[0053] Em comparação com o exemplo 2, uma flutuação do valor da pressão foi observada na correspondência do ponto (C), onde o conduto de descarga 19 a partir do primeiro reator de circuito fechado 10 se junta à linha de transferência 30. A pressão no ponto (C) flutua de um mínimo de 41,0 KPa (41bar) até um máximo de 41,5 KPa(41,5bar): como uma consequência, a velocidade de fluxo da suspensão semissólida descarregada a partir do reator de circuito fechado 10 através da linha 18 não é constante, porém é submetida a uma flutuação (o valor acima indicado de 65 t/hora é um valor médio em um período de 72 horas). Esta descarga irregular do polímero a partir do reator de circuito fechado 10 ocasiona uma falta de homogeneidade da concentração de polímero na suspensão semissólida com um alto risco de ter uma aglomeração de polímero no interior da linha de descarga 18.

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 21/29

19/19 [0054] Este exemplo demonstra que, quando a linha de transferência da presente invenção é operada em uma proporção de peso R mais alta do que 8, uma perda de confiabilidade na operação da planta de polimerização está envolvida.

Claims

reivindicações

1. Processo para a polimerização em suspensão semissólida de uma ou mais α-olefinas, caracterizado pelo fato de ser realizado em uma sequência de pelo menos dois reatores de circuito fechado interligados por meio de uma linha de transferência, a transferência de polímero de um primeiro reator de circuito fechado para um segundo reator de circuito fechado compreendendo as etapas de:

(i) estabelecer uma reciclagem da suspensão semissólida de polímero para um segundo reator de circuito fechado por meio da referida linha de transferência, por meio do que uma fração da suspensão semissólida de polímero S1 retirada a partir do referido segundo reator de circuito fechado é continuamente reciclada de volta para o mesmo;

(ii) descarregar uma fração da suspensão semissólida de polímero produzida no primeiro reator de circuito fechado para dentro de uma linha de descarga ligada à referida linha de transferência;

em que a proporção em peso R entre a suspensão semissólida de polímero total S2 reciclada de volta para o referido segundo reator de circuito fechado e a produtividade da planta de polimerização varia de 2 a

8.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a misturação das respectivas quantidades de suspensão semissólida de polímero vindas das etapas (i) e (ii) é executada na referida linha de transferência.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida proporção em peso R varia de 3 a 6.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida fração da suspensão semissólida de polímero S1 é retirada a jusante do dispositivo de bombeamento do referido segundo reator de circuito fechado.

Petição 870180168600, de 28/12/2018, pág. 23/29

2/2
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de bombeamento do referido segundo reator de circuito fechado proporciona a cabeça de pressão para o fluxo da suspensão semissólida de polímero ao longo da referida linha de transferência.
6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida suspensão semissólida de polímero S1 varia de 1% a 10% em peso da suspensão semissólida de polímero que está circulando no referido segundo reator de circuito fechado.