Polimerización en fase gaseosa

Los procesos en fase gaseosa son una alternativa económica y energéticamente eficiente a la polimerización en fase líquida. La separación del polímero del monómero es fácil porque no hay necesidad de evaporar monómero líquido o diluyentes. Hoy en día, se produce una gama completa de productos de polímeros, que van desde polietileno y polipropileno (homopolímero y polipropileno de impacto) hasta productos de copolímero aleatorio, en procesos de fase gaseosa. Este rango extendido de productos es posible con reactores de fase gaseosa ya que no hay límite de solubilidad para hidrógeno y comonómero en el medio de reacción, esto da como resultado productos con un índice de flujo de fusión más alto y un mayor contenido de comonómero.

El proceso se presenta con un reactor de lecho fluidizado para polimerizar monómero (etileno para PE y propileno para PP) en fase gaseosa bajo un catalizador específico con un comonómero e hidrógeno. Se forma un lecho de partículas sólidas dentro del reactor en el que el polímero se acumula y se fluidifica con el flujo de gas ( Hidrogeno ). No hay una parte que se mueva mecánicamente ni un equipo de separación sólido como el ciclón instalado dentro del reactor de lecho fluidizado. Esta característica única reduce el costo de construcción y aumenta notablemente la confiabilidad de la producción. El proceso incluye las siguientes operaciones:

Purificación
Reacción
Purga
Recuperación de ventilación
Adición Aditiva
Peletizado

Es mecánicamente simple y fácil de operar. Se requiere una cantidad mínima de equipo principal. Solo hay tres o cuatro piezas de equipos rotativos principales según su configuración. Se utiliza un solo reactor para producir homopolímeros y copolímeros aleatorios. Un segundo reactor en serie con el primero permitirá la producción de copolímeros de impacto. La simplicidad de los sistemas de homopolímero / copolímero aleatorio también se refleja en el estado del copolímero de impacto. Utiliza el mismo proceso de lecho fluidizado en fase gaseosa con un reactor ligeramente más pequeño.

Ventajas

Los procesos en fase gas están caracterizados por la ausencia de disolvente en el reactor de polimerización. Tienen la ventaja de poderse emplear con facilidad en la producción de copolímeros con un alto contenido en etileno (en otros procesos se pueden presentar problemas al agregar altas concentraciones de etileno, puesto que se hace aumentar la solubilidad del polímero en el medio de reacción).

Hidrogenación: ¿para qué sirve?

La materia prima de propileno crujiente (99.5% de propileno) pasa por un segmento de desgasicación para la expulsión de oxígeno y experimenta filtros atómicos (separador) para evacuar eventuales agua y diferentes materiales, por ejemplo, mezclas de acetileno y azufre. En ese punto, la materia prima pasa a través de un intercambiador de calor (enfriador) y se envía a una secadora antes de ingresar en el reactor de polimerización en fase gaseosa. La corriente de gas reactivo se debe a través del lecho; va a un soplador y luego se enfría en un intercambiador de calor exterior para evacuar la respuesta exotérmica caliente. Del mismo modo, la expulsión cálida se realiza principalmente por acumulación de propileno donde el 10-12% de propileno alentado al reactor es líquido. El marco del reactor tiene una recipiente de peso vertical expandible en el segmento superior que maneja partículas de polímero y está construido de acero al carbono y funciona a 34,5 bar, 65°C. Las condiciones de trabajo del monómero. Un punto de vista preferido del soplador en el círculo de reutilización es que ajusta los contrastes de peso en todo el recorrido del círculo, donde el peso es de alrededor de 1.7 bar. El lecho uidizado en el reactor tiene una disposición de vida de 1,5 horas y una amplia mezcla de respaldo. La corriente de gas proporciona la fluidización del polímero dentro del reactor. El ímpetu de titanio simbolizado, el co-ímpetu, el hidrógeno y un benefactor de electrones se agregan al reactor para controlar el peso atómico y selectividad. En la generación de homopolímeros, el polímero se extrae, de forma intermitente, del reactor de polimerización en una progresión de gas de alto peso / separadores fuertes. El gas aislado se reutiliza de vuelta al punto más alto del reactor donde el líquido el polímero experimenta un manejo adicional y se cambia a polímero en polvo. En medio del proceso de expulsión, el polímero condensado se fragmenta y se corta en pequeños gránulos sumergidos y se completa la granulación en una corriente de agua.

Reactor de fase gaseosa horizontal de lecho agitado

• Tecnología Amoco-Chisso que utiliza sistemas catalíticos patentados de Ti/Mg y Cr

• Tecnología Amoco que utiliza un sistema catalítico de Ti/Mg patentado

Reactor vertical de lecho agitado de fase gaseosa

• Tecnología BASF que utiliza sistemas catalíticos patentados de Cr/Ti/Mg/Sn/Al

• Tecnología Amoco-Chisso que utiliza sistemas catalíticos patentados de Ti/Mg y Cr

Reactor modular de lecho fluidizado de fase gaseosa

• Tecnología Montell (ahora llamada Basell) que utiliza un sistema catalítico de Ti/Mg patentado

Reactor de bucle híbrido de fase de lodo/reactor de lecho fluidizado de fase gaseosa

• Tecnología Montell (ahora llamada Basell) que utiliza sistemas catalíticos de Ti/Mg patentados

La tecnología de lecho fluidizado en fase gaseosa de olefinas que se utiliza en la actualidad se remonta a los procesos anteriores, a saber, Unipol, Sumitomo y Catalloy.