BR112021021436B1 - Processo para preparação de um polímero de etileno - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE UM POLÍMERO DE ETILENO. Trata-se de um processo para preparação de um polímero de etileno em uma polimerização em suspensão, que compreende a separação da suspensão formada de partículas de polímero de etileno em um separador sólido-líquido em partículas de polímero de etileno úmidas e licor mãe, que transfere uma parte do licor mãe para uma seção de finalização que compreende um evaporador para produzir uma porção com baixo teor de cera do licor mãe, que compreende uma unidade de destilação de diluente, que produz diluente isolado a partir da porção com baixo teor de cera do licor mãe e que compreende uma unidade de remoção de cera operada por destilação a vapor direto que produz uma mistura de hidrocarboneto gasoso/vapor que é condensada e então separada em uma fase aquosa e uma fase de hidrocarboneto, em que pelo menos uma parte da fase de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente, sem passar pelo evaporador, para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente revelação fornece um processo para preparação de um polímero de etileno em uma polimerização em suspensão em um reator de polimerização ou uma série de reatores de polimerização. A presente revelação fornece, em particular, um processo para preparação de um polímero de etileno em uma polimerização em suspensão em um reator de polimerização ou uma série de reatores de polimerização em que a suspensão obtida de partículas de polímero de etileno em um meio de suspensão é transferida para um separador sólido-líquido, em que a suspensão é separada em partículas de polímero de etileno úmidas e licor mãe e as partículas de polímero de etileno úmidas são secas pelo contato das partículas com uma corrente de gás.

Antecedentes da Invenção

[002] Os processos de suspensão para preparação de polímeros de etileno são métodos estabelecidos para produzir polímeros de etileno e, por exemplo, revelados no documento EP 0 905 152 A1 ou no documento WO 2012/028591 A1. Tais processos são frequentemente realizados em uma série de reatores e, assim, permitem definir diferentes condições de reação nos reatores de polimerização e produzir, assim, diferentes composições de polímero nos reatores de polimerização individuais. Consequentemente, copolímeros de etileno multimodais produzidos são caracterizados por ter, por exemplo, uma boa combinação de propriedades de produto e processabilidade. Os processos de suspensão para preparar polímeros de etileno comumente empregam um hidrocarboneto ou uma mistura de hidrocarboneto como diluente. O meio de suspensão, que forma o líquido ou a fase supercrítica da suspensão, compreende, além do diluente como principal componente, os componentes adicionais também, como etileno dissolvido, comonômeros, alquilas de alumínio, e hidrogênio e produtos de reação dissolvidos, como oligômeros e parafinas. Os princípios para produzir copolímero de etileno multimodal em suspensão em uma série de reatores são, por exemplo, revelados em F. Alt et al., Macromol. Symp. 2001, 163, 135 a 143.

[003] Por razões econômicas e ecológicas, é prática comum reciclar componentes não consumidos da mistura de reação, como o diluente ou monômeros não polimerizados ou comonômeros para o processo de polimerização. A separação das partículas de polietileno produzidas a partir da suspensão formada resulta em partículas de polímero de etileno úmidas e meio de suspensão separado, o chamado licor mãe. As partículas de polímero são geralmente secas em um secador de pó usando uma corrente de gás quente, como uma corrente de nitrogênio quente. Os hidrocarbonetos contidos na corrente de gás quente são posteriormente separados da corrente de gás quente e transferidos para uma corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido, que retorna para a polimerização.

[004] O licor mãe pode ser reciclado diretamente para o processo de polimerização. No entanto, para remover produtos colaterais da reação de polimerização que são solúveis no meio de suspensão do processo de polimerização, uma parte do licor mãe deve ser finalizada. Outra razão para trabalhar o licor mãe pode ser que a suspensão obtida após o reator final de uma série de reatores de polimerização pode conter componentes que não devem ser introduzidos em um dos reatores de polimerização anteriores para a produção de polietilenos com combinações de propriedades específicas. Por exemplo, para a preparação de copolímeros de etileno multimodais com um alto ESCR, muitas vezes é necessário que uma das polimerizações em um dos reatores de polimerização seja uma homopolimerização de etileno e, consequentemente, nenhum comonômero deve estar presente no respectivo reator de polimerização. O licor mãe a ser trabalhado é uma mistura de múltiplos componentes. Consequentemente, várias etapas de separação, como etapas de evaporação ou destilação, são necessárias para remover todos os componentes indesejados e dividir aqueles constituintes que se destinam a ser reciclados para o processo de polimerização. Por exemplo, o documento WO 2010/136202 A1 revela um processo no qual uma parte do licor mãe é evaporada. As extremidades pesadas desta pré-destilação são alimentadas a uma unidade de remoção de cera na qual o fluxo de hidrocarboneto rico em cera é concentrado em cera de polietileno. A corrente suspensa da pré- destilação, por exemplo, diluente com baixo teor de cera, é destilada em uma coluna de destilação de diluente. Finalmente, o diluente é purificado em adsorventes e retroalimentado no processo.

[005] No entanto, há uma necessidade de fornecer um processo para finalizar o licor mãe obtido pela remoção das partículas de polímero de etileno preparadas a partir da suspensão produzida em um processo de polimerização de etileno, cujo processo de processamento não só fornece diluente purificado, mas que também pode ser carregado de forma econômica e eficiente em termos de energia e minimiza a quantidade de licor mãe que é evaporado.

Sumário da Invenção

[006] A presente revelação fornece um processo para preparação de um polímero de etileno em uma polimerização em suspensão em um reator de polimerização ou uma série de reatores de polimerização que compreende polimerizar etileno ou copolimerizar etileno e um ou mais C3- C12-1-alcenos a temperaturas de 40 a 150 °C e pressões de 0,1 a 20 MPa na presença de um catalisador de polimerização e formar uma suspensão de partículas de polímero de etileno em um meio de suspensão que compreende um diluente de hidrocarboneto, transferir a suspensão de partículas de polímero de etileno para um separador sólido-líquido, no qual a suspensão é separada em partículas úmidas de polímero de etileno e licor mãe, transferir uma parte do licor mãe para uma seção de finalização que compreende um evaporador para produzir uma porção com baixo teor de cera do licor mãe, que compreende uma unidade de destilação de diluente, que produz diluente isolado a partir da porção com baixo teor de cera do licor mãe e que compreende uma unidade de remoção de cera operada por destilação a vapor direto para a remoção de cera a partir de uma solução de cera de hidrocarboneto, cuja unidade de remoção de cera produz uma mistura de hidrocarboneto gasoso/vapor que é condensada e então separada, dentro de um primeiro separador líquido-líquido, em uma fase aquosa e uma fase de hidrocarboneto, e reciclar pelo menos uma parte do diluente isolado produzido na unidade de destilação de diluente para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização, em que pelo menos uma parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe.

[007] Em algumas modalidades, a parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, que é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é transferida diretamente para a unidade de destilação do diluente.

[008] Em algumas modalidades, a parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, que é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é transferida para um segundo separador líquido-líquido e no mesmo separado em uma segunda fase aquosa e uma segunda fase de hidrocarboneto e a segunda fase de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente.

[009] Em algumas modalidades, o segundo separador líquido-líquido é equipado com um coalescedor.

[0010] Em algumas modalidades, a fase aquosa retirada a partir do segundo recipiente de separação líquido-líquido é retornada ao primeiro recipiente de separação líquido-líquido.

[0011] Em algumas modalidades, as partículas de polímero de etileno úmidas obtidas no separador sólido-líquido são secas pelo contato das partículas com uma corrente de gás e que, assim, formam uma corrente de gás que carrega uma carga de hidrocarboneto e que, posteriormente, separam a carga de hidrocarboneto da corrente de gás e que, assim, formam uma corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido e pelo menos uma parte da corrente de recuperação de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente, sem passar pelo evaporador, para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe.

[0012] Em algumas modalidades, a corrente de recuperação de hidrocarboneto transferida para a unidade de destilação de diluente é passada através de um filtro antes de ser introduzida na unidade de destilação de diluente.

[0013] Em algumas modalidades, o filtro é um filtro de retrolavagem.

[0014] Em algumas modalidades, as partículas de polímero de etileno, que são separadas da corrente de recuperação de hidrocarboneto pelo filtro de retrolavagem, são transferidas por uma parte da corrente de recuperação de hidrocarboneto para a suspensão de partículas de polímero de etileno a montante do separador sólido-líquido.

[0015] Em algumas modalidades, a corrente de recuperação de hidrocarboneto é formada pelo contato da corrente de gás que carrega a carga de hidrocarboneto com uma fase líquida resfriada em um depurador e retirando a corrente de recuperação de hidrocarboneto do fundo do depurador, e a fase líquida resfriada que é introduzida no depurador para entrar em contato com a corrente de gás que carrega a carga de hidrocarboneto é uma parte resfriada da corrente de recuperação de hidrocarboneto retirada do fundo do depurador.

[0016] Em algumas modalidades, o polímero de etileno preparado é um copolímero de etileno multimodal.

[0017] Em algumas modalidades, a preparação do polímero de etileno é realizada em uma série de reatores de polimerização e um homopolímero de etileno é preparado em um dos reatores de polimerização.

[0018] Em algumas modalidades, o homopolímero de etileno é preparado no primeiro reator de polimerização da série de reatores de polimerização e um copolímero de etileno é preparado em um reator de polimerização subsequente.

Breve descrição das Figuras

[0019] A Figura 1 mostra esquematicamente uma configuração para preparação de polímeros de etileno em suspensão.

[0020] A Figura 2 mostra esquematicamente uma configuração para preparação de polímeros de etileno em suspensão, de acordo com o processo da presente revelação.

Descrição Detalhada da Invenção

[0021] A presente revelação fornece um processo para preparação de um polímero de etileno em uma polimerização em suspensão em um reator de polimerização ou em uma série de reatores de polimerização. Os polímeros de etileno são preparados polimerizando-se o etileno ou copolimerizando-se o etileno e um ou mais C3-C12-1-alcenos na presença de um catalisador de polimerização. Os C3-C12-1-alcenos podem ser lineares ou ramificados. Os C3-C12-1-alcenos preferenciais são C3-C10-1-alcenos lineares, como propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, ou 1-deceno ou C2-C10- 1-alcenos ramificados, como 4-metil-1-penteno. Também é possível polimerizar o etileno com misturas de dois ou mais C3-C12-1-alcenos. Comonômeros preferenciais são C3-C8-1-alcenos, particularmente 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno e/ou 1-octeno. Em copolímeros de etileno preparados, a quantidade de unidades que são derivadas de comonômeros incorporados é, de preferência, de 0,01 % em peso a 25 % em peso, mais preferencialmente de 0,05 % em peso a 15 % em peso e particularmente de 0,1 % em peso a 12 % em peso. É dada preferência específica para processos nos quais o etileno seja copolimerizado com a partir de 0,1 % em peso a 12 % em peso de 1-hexeno e/ou 1-buteno e especificamente a partir de 0,1 % em peso a 12 % em peso de 1-buteno.

[0022] A polimerização pode ser realizada com o uso de todos os catalisadores de polimerização de olefina habituais. Isso significa que a polimerização pode ser realizada, por exemplo, com o uso de catalisadores Phillips à base de óxido de cromo, com o uso de catalisadores de Ziegler- Natta ou Ziegler à base de titânio, com o uso de catalisadores de sítio único, ou com o uso de misturas de tais catalisadores. Para os fins da presente revelação, catalisadores de sítio único são catalisadores à base de compostos de coordenação de metal de transição quimicamente uniformes. Adicionalmente, também é possível usar misturas de dois ou mais desses catalisadores para a polimerização de olefinas. Tais catalisadores misturados são frequentemente projetados como catalisadores híbridos. A preparação e o uso desses catalisadores para polimerização de olefina são geralmente conhecidos.

[0023] Os catalisadores preferenciais são do tipo Ziegler que compreendem, preferencialmente, um composto de titânio ou vanádio, um composto de magnésio e, opcionalmente, um composto doador de elétrons e/ou um óxido inorgânico particulado como um material de suporte.

[0024] Os catalisadores do tipo Ziegler são normalmente polimerizados na presença de um cocatalisador. Cocatalisadores preferenciais são compostos organometálicos de metais de Grupos 1, 2, 12, 13 ou 14 da Tabela Periódica de Elementos, em particular, compostos organometálicos de metais de Grupo 13 e, especialmente, compostos de organoalumínio. Os cocatalisadores preferenciais são, por exemplo, alquilas organometálicas, alcóxidos organometálicos ou haletos organometálicos.

[0025] Os compostos organometálicos preferenciais compreendem alquilas de lítio, alquilas de magnésio ou de zinco, alquil haletos de magnésio, alquilas de alumínio, alquilas de silício, alcóxidos de silício e alquil haletos de silício. Mais preferencialmente, os compostos organometálicos compreendem alquilas de alumínio e alquilas de magnésio. Ainda mais preferencialmente, os compostos organometálicos compreendem alquilas de alumínio, mais preferencialmente compostos de trialquilalumínio ou compostos desse tipo em que um grupo alquila é substituído por um átomo de halogênio, por exemplo, por cloro ou bromo. Exemplos de tais alquilas de alumínio são cloreto de trimetilalumínio, trietilalumínio, tri-isobutilalumínio, tri-n-hexilalumínio ou dietilalumínio ou misturas dos mesmos.

[0026] O processo da presente revelação é um processo de polimerização realizado em suspensão. Essas polimerizações em suspensão, que também são designadas como polimerizações em pasta fluida, ocorrem em um meio, o denominado meio de suspensão, que está em líquido ou em estado supercrítico sob as condições no respectivo reator de polimerização e em que o polímero de etileno produzido é insolúvel e forma as partículas sólidas. O teor de sólidos da suspensão está, geralmente, na faixa de 10 a 80 % em peso, preferencialmente na faixa de 20 a 40 % em peso.

[0027] O meio de suspensão, que forma o líquido ou a fase supercrítica da suspensão, comumente compreende, como principal componente, um diluente, porém também compreende componentes adicionais como, por exemplo, comonômeros ou monômeros dissolvidos, cocatalisadores dissolvidos ou sequestrantes, como alquilas de alumínio, auxiliares de reação dissolvidos, como hidrogênio ou produtos de reação dissolvidos da polimerização reação como oligômeros ou parafinas. Diluentes adequados devem ser inertes, isto é, não devem decompor sob condições de reação. Tais diluentes são, por exemplo, hidrocarbonetos que têm de 3 a 12 átomos de carbono e, em particular, hidrocarbonetos saturados como isobutano, butano, propano, isopentano, pentano, hexano ou octano, ou uma mistura dos mesmos. Em modalidades preferenciais, o diluente é uma mistura de hidrocarboneto. Para produzir as misturas de hidrocarboneto a partir do material bruto, é necessária uma demanda menor para separar os componentes do material bruto do que para produzir um hidrocarboneto específico, e, consequentemente, as misturas de hidrocarboneto são economicamente mais atrativas como diluente, porém apresentam o mesmo desempenho de diluente do que os hidrocarbonetos específicos. Entretanto, as misturas de hidrocarboneto podem ter uma faixa de ponto de ebulição.

[0028] O diluente tem, preferencialmente, um ponto de ebulição que é significativamente diferente daquele dos monômeros e comonômeros usados de modo a tornar possível que esses materiais de partida sejam recuperados a partir de uma mistura por destilação. Tais diluentes são, por exemplo, hidrocarbonetos que têm um ponto de ebulição acima de 40 °C ou mesmo acima de 60 °C ou misturas que compreendem uma alta proporção desses hidrocarbonetos. Assim, em modalidades preferenciais da presente revelação, a polimerização ocorre em um meio de suspensão líquido que compreende mais de 50 % em peso de hidrocarbonetos saturados que têm um ponto de ebulição acima de 60 °C a 0,1 MPa, ou mesmo, que compreende mais de 80 % em peso de hidrocarbonetos saturados que têm um ponto de ebulição acima de 60 °C a 0,1 MPa.

[0029] O processo da presente revelação pode ser realizado com o uso de todos os processos de polimerização de suspensão industrialmente conhecidos a temperaturas na faixa de 40 a 150 °C, preferencialmente de 50 a 130 °C e particular e preferencialmente de 60 a 90 °C, e sob pressões de 0,1 a 20 MPa e particular e preferencialmente de 0,3 a 5 MPa.

[0030] Em modalidades preferenciais da presente revelação, a polimerização é realizada em uma série de pelo menos dois reatores de polimerização que estão conectados em série. Esses reatores não estão restritos a qualquer projeto específico; preferencialmente esses reatores são, entretanto, reatores de ciclo ou reatores de tanque agitado. Não há limite para o número de reatores de tal série, no entanto, de preferência, a série consiste em dois, três ou quatro reatores e mais preferencialmente em dois ou três reatores. Se uma série de reatores de polimerização for usada no processo da presente revelação, as condições de polimerização nos reatores de polimerização podem diferir, por exemplo, pela natureza e/ou quantidade de comonômeros ou por diferentes concentrações de auxiliares de polimerização, como hidrogênio. De preferência, a polimerização é uma polimerização em suspensão em reatores de tanque agitado.

[0031] Os polímeros de etileno são normalmente obtidos como pó, o que significa na forma de pequenas partículas. As partículas têm, em geral, um tamanho e morfologia mais ou menos regulares, dependendo do tamanho e da morfologia de catalisador e das condições de polimerização. Dependendo do catalisador usado, as partículas da poliolefina em pó têm normalmente um diâmetro médio de algumas centenas a alguns milhares de micrometros. No caso de catalisadores de cromo, o diâmetro de partícula média é normalmente de cerca de 300 a cerca de 1.600 μm, e no caso de catalisadores do tipo Ziegler, o diâmetro de partícula média é normalmente de 50 a cerca de 3000 μm. Os pós de poliolefina preferenciais têm um diâmetro de partícula principal de cerca de 100 a 250 μm. A distribuição de tamanho de partícula pode, por exemplo, ser vantajosamente determinada por peneiração. As técnicas adequadas são, por exemplo, análise de peneira vibratória ou análise de peneira sob um jato de ar.

[0032] A densidade dos polímeros de etileno preferenciais obtida pelo processo da presente revelação é de 0,90 g/cm3 a 0,97 g/cm3. Preferencialmente, a densidade é na faixa de 0,920 a 0,968 g/cm3 e especialmente na faixa de 0,945 a 0,965 g/cm3. A densidade deve ser entendida como a densidade determinada de acordo com DIN EN ISO 11831:2004, Método A (Imersão) com placas moldadas por compressão de 2 mm de espessura que foram compactadas a 180 °C, 20 MPa durante 8 minutos com cristalização subsequente em água em ebulição durante 30 minutos.

[0033] Em modalidades preferenciais, os polietilenos preparados pelo processo da presente revelação têm um MFR21.6 a uma temperatura de 190 °C sob uma carga de 21,6 kg, determinada de acordo com DIN EN ISO 1133:2005, condição G, de 0,5 a 300 g/10 min, mais preferencialmente de 1 a 100 g/10 min, ainda mais preferencialmente de 1,2 a 100 g/10 min e em particular de 1,5 a 50 g/10 min.

[0034] Os polímeros de etileno obtidos pelo processo da presente revelação podem ser polímeros de etileno monomodais, bimodais ou multimodais. De preferência, os polímeros de etileno são polímeros de etileno bimodal ou multimodal. O termo “multimodal”, pelo presente, refere-se à modalidade do copolímero de etileno obtido e indica que o copolímero de etileno compreende pelo menos duas frações de polímero que são obtidas sob diferentes condições de reação, independentemente se essa modalidade pode ser reconhecida como máximos separados em uma curva de cromatografia de permeação em gel (GPC) ou não. As diferentes condições de polimerização podem, por exemplo, ser alcançadas com o uso de diferentes concentrações de hidrogênio e/ou com o uso de diferentes concentrações de comonômero em diferentes reatores de polimerização. Tais polímeros podem ser obtidos a partir de polimerização de olefinas em uma série de dois ou mais reatores de polimerização sob condições de reação diferentes. No entanto, também é possível obter tais poliolefinas bimodais ou multimodais empregando-se catalisadores mistos. Além da distribuição de peso molecular, a poliolefina também pode ter uma distribuição de comonômero, em que, de preferência, o teor de comonômero médio de cadeias de polímero com um peso molecular maior é maior que o teor de comonômero médio de cadeias de polímero com um peso molecular menor. O termo “multimodal” conforme usado no presente documento também deve incluir “bimodal”.

[0035] Em modalidades preferidas do processo da presente revelação, a polimerização é realizada em uma série de reatores de polimerização e um homopolímero de etileno, de preferência um homopolímero de etileno de baixo peso molecular, é preparado no primeiro reator de polimerização e um copolímero de etileno, de preferência, um copolímero de etileno de alto peso molecular é preparado em um reator de polimerização subsequente. Para que seja possível preparar um homopolímero de etileno no primeiro reator de polimerização, nenhum comonômero é usado para alimentar o primeiro reator de polimerização, seja diretamente ou como um componente de uma corrente de alimentação ou uma corrente de reciclagem que é introduzida no primeiro reator de polimerização da série de polimerização reatores. Os copolímeros de etileno multimodais então obtidos, preferencialmente, compreendem de 35 a 65 % em peso de homopolímero de etileno preparado no primeiro reator de polimerização e de 35 a 65 % em peso de copolímero de etileno preparado no reator de polimerização subsequente. Se a série de reatores de polimerização compreender um são mais reatores de pré-polimerização, a pré-polimerização é, preferencialmente, realizada sem a adição de comonômeros.

[0036] Em outras modalidades preferenciais da presente revelação, o polímero de etileno é preparado em uma série de três reatores de polimerização, isto é, em um primeiro reator de polimerização e em dois reatores de polimerização subsequentes, em que o polímero de etileno preparado no primeiro reator de polimerização é um homopolímero de etileno, de preferência um homopolímero de etileno de baixo peso molecular, o polietileno preparado em um dos reatores de polimerização subsequentes é um copolímero de etileno, de preferência um copolímero de alto peso molecular e o polietileno preparado no outro reator de polimerização subsequente é um copolímero de etileno de peso molecular superior, de preferência um copolímero de peso molecular ultra alto. Os copolímeros de etileno multimodais então obtidos, preferencialmente, compreendem de 30 a 60 % em peso; mais preferencialmente, de 45 a 55 % em peso de homopolímero de etileno preparado no primeiro reator de polimerização, de 30 a 65 % em peso; mais preferencialmente, de 20 a 40 % em peso de copolímero de etileno preparado em um reator de polimerização subsequente, e de 1 a 30 % em peso; mais preferencialmente, de 15 a 30 % em peso de copolímero de etileno de alto peso molecular preparado no outro reator de polimerização subsequente.

[0037] No processo da presente revelação, a suspensão de polímero de etileno formada no reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização é transferida para um separador sólido-líquido, no qual as partículas de polímero de etileno são separadas do meio de suspensão. Essa separação em partículas de polímero de etileno e licor mãe pode ser realizada em todos os aparelhos de separação adequados, como centrífugas, decantadores, filtros ou combinações dos mesmos. Preferencialmente, o separador sólido-líquido é uma centrífuga. Em modalidades preferenciais da presente revelação, a suspensão retirada do reator de polimerização ou da série de reatores de polimerização é, primeiro, transferida para um recipiente de alimentação do separador e, em seguida, transportada a partir do recipiente de alimentação do separador para o separador sólido-líquido.

[0038] O termo “licor mãe”, conforme utilizado no presente documento, refere-se ao meio de suspensão separado obtido a partir da suspensão no separador sólido-líquido. Tipicamente, o licor mãe compreende mais do que 70 % em peso de diluente. Componentes adicionais do licor mãe incluem etileno, comonômeros, alquilas de alumínio, e hidrogênio e produtos de reação dissolvidos, como oligômeros e ceras. O termo “oligômero”, conforme utilizado no presente documento, refere-se a hidrocarbonetos que têm um peso molecular mais alto do que o diluente e o comonômero ou os comonômeros e que são líquidos na pressão padrão e temperatura ambiente. O termo “cera”, conforme utilizado no presente documento, refere-se a hidrocarbonetos que são dissolvidos no licor mãe e que são, após a evaporação do diluente e dos oligômeros, sólidos à pressão padrão e à temperatura ambiente. Em modalidades preferenciais, o licor mãe é compreendido de 75 a 99 % em peso, de preferência de 80 a 98 % em peso de diluente; de 1 a 20 % em peso, de preferência de 2 a 10 % em peso de oligômeros; de 0 a 5 % em peso, de preferência de 0,3 a 3 % em peso de comonômero ou comonômeros; de 0 a 3 % em peso, de preferência de 0,2 a 2 % em peso de ceras, de 0 a 1 % em peso, de preferência de 0,001 a 0,1 % em peso de etileno, de 0 a 0,1 % em peso de hidrogênio e de 0,1 a 2,5 em mmol/l de alquilas de alumínio ou produtos de reação de alquilas de alumínio.

[0039] As partículas de polímero de etileno obtidas no separador sólido-líquido ainda contêm meio de suspensão, isto é, as partículas de polímero de etileno estão “úmidas”. As partículas de polímero de etileno úmidas tipicamente contêm de 15 % em peso a 40 % em peso e, de preferência, de 20 % em peso a 35 % em peso de meio de suspensão, isto é, de licor mãe. Em modalidades preferenciais da presente revelação, as partículas de polímero de etileno separadas são secas pelo contato das partículas com uma corrente de gás, que formam, assim, uma corrente de gás que carrega uma carga de hidrocarboneto. A secagem pode ocorrer em qualquer tipo de equipamento adequado em que um pó pode ser contatado e, de preferência, ser contatado em contracorrente com uma corrente de gás para retirar o meio de suspensão fixado ou incluído nas partículas de polímero de etileno. Esses secadores de pó são preferencialmente operados com nitrogênio quente que é circulado em um circuito fechado. A secagem é preferencialmente realizada em um secador de dois estágios no qual o meio de suspensão residual é removido das partículas de polímero de etileno em dois estágios subsequentes. As partículas de polímero de etileno secas são, preferencialmente, transportadas pneumaticamente para uma seção de extrusão em que as quantidades adequadas de aditivos sejam adicionadas e a mistura seja fundida, homogeneizada e peletizada. Em modalidades preferenciais, as partículas de polímero de etileno secas provenientes do secador de pó passam primeiro por uma unidade de desgaseificação e/ou uma unidade de tratamento de pó antes de serem transportadas para a seção de extrusão.

[0040] Em modalidades preferenciais, a carga de hidrocarboneto absorvida pela corrente de gás para secar as partículas de polímero de etileno úmidas é, subsequentemente, separada da corrente de gás, formando assim uma corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido. Essa separação pode, por exemplo, ocorrer por condensação. Em modalidades preferenciais, a carga de hidrocarbonetos é separada da corrente de gás em um depurador no qual uma fase líquida resfriada é introduzida. Em tal modalidade, a fase líquida que absorveu a carga de hidrocarboneto da corrente de gás proveniente do secador forma a corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido. A corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido é retirada do fundo do depurador e uma parte desta corrente é retornada ao depurador como fase líquida resfriada após ter passado por um refrigerante. Pelo menos uma parte da porção restante da corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido retirada do fundo do depurador é retornada ao processo de polimerização.

[0041] De preferência, a corrente de gás proveniente do secador passa por um equipamento de remoção de partículas, como um filtro ou um ciclone antes da carga de hidrocarbonetos ser separada da corrente de gás.

[0042] De preferência, a maior parte do licor mãe é reciclado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização. Se a polimerização for realizada em uma série de reatores de polimerização, de preferência todos os reatores de polimerização da série de reatores de polimerização são dotados de partes recicladas do licor mãe. Preferencialmente, de 90 a 99,99 % em peso; mais preferencialmente, de 95 a 99,5 % em peso, e particularmente de 98 a 99 % em peso do licor mãe são reciclados para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização. As partes do licor mãe que não são recicladas incluem, por exemplo, lavagens contínuas de bombas, gás de combustão que pode ser ventilado para purgar as impurezas gasosas das correntes de alimentação ou subprodutos gasosos do processo de polimerização ou produtos de reação dissolvidos, como ceras, que são intencionalmente removidos do licor mãe.

[0043] O licor mãe é preferencialmente alimentado primeiro, a um recipiente coletor de licor mãe e, para ser reciclado para o processo de polimerização, o licor mãe é retirado do recipiente coletor de licor mãe.

[0044] O licor mãe pode ser reciclado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização como tal, ou o licor mãe pode ser reciclado na forma finalizada. No processo da presente revelação, uma parte do licor mãe é finalizada em uma seção de finalização para a produção de componentes finalizados do licor mãe. Finalização, no contexto da presente revelação, significa que uma composição é separada em uma ou mais composições separadas ou que um ou mais componentes de uma composição são removidos da composição e uma composição purificada sem componente removido (ou componentes removidos), ou pelo menos substancialmente desprovida do mesmo, é obtida. Uma finalização pode, entretanto, ir tão longe que os componentes individuais da composição estejam isolados. Tal processo de finalização pode, por exemplo, incluir a remoção dos componentes do licor mãe, que têm, significativamente, um ponto de ebulição menor do que o do diluente, por exemplo, etileno e/ou 1-buteno, do licor mãe e/ou remoção de componentes do meio de suspensão, que tem um ponto de ebulição significativamente mais alto do que o diluente, por exemplo, oligômeros e/ou ceras, do licor mãe. A quantidade de licor mãe que passa pela seção de finalização é de preferência de 1 a 90 % em peso, mais preferencialmente de 5 a 80 % em peso do licor mãe reciclado para a série de reatores de polimerização. Em modalidades preferenciais do processo de finalização, o licor mãe é separado em dois ou mais componentes que são reciclados para a polimerização em circuitos de reciclagem individuais. Após a separação, cada um dos circuitos de reciclagem individuais pode compreender, adicionalmente, etapas de purificação. Os componentes do licor mãe, que podem ser reciclados para a série de reatores de polimerização em circuitos de reciclagem individuais, podem ser, além do diluente, etileno e comonômeros. Os componentes finalizados do licor mãe podem ser transferidos para qualquer reator de polimerização usado para realizar a polimerização da presente revelação.

[0045] A seção de finalização para finalizar o licor mãe, de acordo com a presente revelação, compreende um evaporador para a produção de uma porção com baixo teor de cera do licor mãe. No processo da presente revelação, uma parte do licor mãe a ser finalizada é transferida para o evaporador e separada em componentes de ponto de ebulição menor, que são retirados em forma gasosa do evaporador e uma parte restante com baixo teor em componentes de ponto de ebulição menor. A parte evaporada retirada do evaporador é subsequentemente preferencialmente condensada e transferida como porção com baixo teor de cera do licor mãe para a unidade de destilação do diluente. A fase líquida com baixo teor em componentes de menor ponto de ebulição que é retirada do evaporador, é preferencialmente transportada como solução de cera de hidrocarboneto para uma unidade de remoção de cera. O evaporador é de preferência um evaporador de circulação que é operado pela circulação da fase líquida a ser evaporada através de um trocador de calor externo no qual a fase líquida é parcialmente vaporizada.

[0046] Para continuar a finalizar a porção com baixo teor de cera do licor mãe, a seção de finalização compreende uma unidade de destilação de diluente, que produz diluente isolado da porção com baixo teor de cera do licor mãe. Na unidade de destilação do diluente, de preferência, os componentes de menor ponto de ebulição do licor mãe são separados do diluente por uma etapa de destilação. Normalmente, os componentes de menor ponto de ebulição são etileno, hidrogênio, aqueles comonômeros, que têm um ponto de ebulição menor ou similar do que o do diluente usado e partes do diluente. Isso significa que, quando, por exemplo, n-hexano ou uma mistura de isômeros de hexano é usado como diluente e 1-buteno é usado como comonômero, a maioria do 1-buteno compreendida no licor mãe forma uma parte dos componentes de menor ponto de ebulição separados do diluente, na unidade de destilação do diluente. Preferencialmente, a maior parte dos componentes de menor ponto de ebulição do licor mãe é reciclada para as polimerizações em circuitos de reciclagem individuais, mais preferencialmente após ter passado por uma ou mais etapas de finalização adicionais.

[0047] De acordo com o processo da presente revelação, também é possível separar componentes de maior ponto de ebulição do licor mãe do diluente por uma etapa de destilação. Esses componentes de maior ponto de ebulição podem ser comonômeros, que têm um ponto de ebulição semelhante ou maior ao do diluente usado. De preferência, a maior parte dos componentes de maior ponto de ebulição obtidos pela destilação é reciclada para as polimerizações, mais preferencialmente após ter passado por uma ou mais etapas de finalização adicionais.

[0048] O diluente isolado produzido dentro da unidade de destilação de diluente, é pelo menos parcialmente reciclado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização. Em modalidades preferenciais da presente revelação, o diluente isolado é reciclado para um reator de polimerização no qual um homopolímero de etileno é preparado.

[0049] De preferência, de 5 a 70 % em peso do licor mãe, que é reciclado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização, são reciclados como diluente isolado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização, mais preferencialmente de 10 a 60 % em peso e, em particular, de 15 a 50 % em peso do licor mãe são reciclados como diluente isolado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização.

[0050] Em modalidades preferencias da presente revelação, o diluente isolado passa por uma ou mais etapas de purificação, obtendo, assim, um diluente purificado, antes de ser reciclado para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização. Essas etapas de purificação de diluente podem ser, por exemplo, uma purificação por adsorção, uma purificação por absorção, uma hidrogenação catalítica ou uma purificação por um processo de purificação por membrana.

[0051] No processo da presente revelação, a seção de finalização para finalizar o licor mãe compreende adicionalmente uma unidade de remoção de cera para remover a cera a partir de uma solução de cera de hidrocarboneto que é operada por destilação a vapor direto, isto é, por injeção de vapor diretamente em um recipiente que compreende uma solução de cera de hidrocarboneto da qual a cera é removida. Ao injetar vapor, uma mistura de hidrocarboneto gasoso/vapor, que compreende principalmente diluente e vapor, é produzida na unidade de remoção de cera. A parafina retirada a partir do processo de polimerização pode ser queimada para gerar energia ou pode ser vendida como subproduto do processo de polimerização.

[0052] A solução de cera de hidrocarboneto da qual a cera é removida é de preferência não o licor mãe como obtido no separador sólido-líquido, mas uma fase líquida que foi obtida retirando-se componentes de menor ponto de ebulição do licor mãe. Esta separação do licor mãe em componentes de menor ponto de ebulição e uma parte restante com baixo teor em componentes de menor ponto de ebulição ocorre, preferencialmente, por uma etapa de evaporação em que uma parte do licor mãe é evaporada. De preferência, a parte evaporada do licor mãe obtido na etapa de evaporação é subsequentemente condensada e transferida como porção com baixo teor de cera do licor mãe para a unidade de destilação do diluente. A fase líquida restante com baixo teor em componentes de menor ponto de ebulição é preferencialmente transportada como solução de cera de hidrocarboneto para a unidade de remoção de cera.

[0053] A mistura de hidrocarboneto gasoso/vapor obtida na unidade de remoção de cera, é retirada da unidade de remoção de cera, condensada e transferida para um primeiro separador líquido-líquido, no qual a mistura é separada em uma fase aquosa e uma fase de hidrocarboneto. A fase aquosa obtida no primeiro separador líquido-líquido é preferencialmente descartada.

[0054] Partes da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido pode ser reciclada para um estágio do processo de finalização do licor mãe a montante do evaporador para a produção da porção com baixo teor de cera do licor mãe, por exemplo, adicionando-se ao licor mãe transferido na seção de finalização. No entanto, de acordo com o processo da presente revelação, pelo menos uma parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe. Quando não se adiciona uma parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido ao licor mãe a montante de uma etapa, no qual o licor mãe contém baixo teor em componentes de ponto de ebulição inferior, mas se transfere a fase de hidrocarboneto obtida no primeiro líquido separador de líquido para a unidade de destilação de diluente, é possível diminuir a quantidade de líquido a ser evaporado a fim de produzir uma porção com baixo teor de cera do licor mãe e, portanto, operar o processo de uma maneira econômica e eficiente em energia. Além disso, isso também permite projetar o evaporador ou um equipamento equivalente menor sem que haja um declínio na quantidade de diluente isolado produzido. A transferência da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido para a unidade de destilação de diluente, sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é possível devido a fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido ter sido previamente evaporada e, em seguida, condensada.

[0055] Em modalidades preferenciais da presente revelação, a parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, que é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é transferida diretamente para a unidade de destilação do diluente.

[0056] Em modalidades preferenciais da presente revelação, a parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, que é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é passado através de um segundo separador líquido-líquido e no mesmo ainda com baixo teor de água por separação em uma segunda fase aquosa e uma segunda fase de hidrocarboneto e a segunda fase de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente. A fase aquosa retirada a partir do segundo recipiente de separação líquido-líquido é, preferencialmente, retornada ao primeiro recipiente de separação líquido- líquido. Ao passar a fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido através de um segundo separador líquido-líquido, pode ser alcançada uma eficiência melhorada do separador da etapa de separação em uma fase de hidrocarboneto e uma fase aquosa. Por exemplo, possíveis distúrbios dentro do primeiro separador líquido-líquido no que diz respeito ao desempenho da separação podem ser capturados pelo segundo separador líquido-líquido, o que evita uma penetração excessiva de água na unidade de destilação e, portanto, afetando a qualidade do diluente isolado que sai da unidade de destilação.

[0057] Em modalidades preferenciais, o segundo separador líquido- líquido é equipado com um coalescedor. Um coalescedor é um dispositivo tecnológico usado principalmente para facilitar a separação de emulsões, como misturas de hidrocarbonetos/água, em seus componentes.

[0058] Em modalidades adicionais preferenciais, o primeiro separador líquido-líquido ou o segundo separador líquido-líquido ou, de preferência, o primeiro separador líquido-líquido e o segundo separador líquido-líquido são equipados com dispositivos de medição de nível e camada de separação que usam impulsos de micro-ondas de alta frequência ao longo de um sensor de haste que são refletidos a partir da respectiva superfície de camada. O tempo entre o envio e o recebimento está sendo usado para a indicação de nível.

[0059] Em modalidades preferenciais da presente revelação, as partículas de polímero de etileno úmidas obtidas no separador sólido-líquido são secas pelo contato das partículas com uma corrente de gás e que, assim, formam uma corrente de gás que carrega uma carga de hidrocarboneto e, posteriormente, a carga de hidrocarboneto é separada da corrente de gás e que, assim, formam uma corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido, e pelo menos uma parte da corrente de recuperação de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe. Tal transferência da corrente de recuperação de hidrocarboneto como tal para a unidade de destilação de diluente, diminui ainda mais a quantidade de líquido a ser evaporado a fim de produzir uma porção com baixo teor de cera do licor mãe e, portanto, reduz o consumo de energia nesta unidade.

[0060] De preferência, a corrente de recuperação de hidrocarboneto é primeiro passada através de um filtro antes de ser introduzida na unidade de destilação de diluente, a fim de evitar partículas finas de polímero de etileno, que são arrastadas no gás de secagem proveniente do secador de pó e na corrente de recuperação de hidrocarbonetos, de serem transferidos para a unidade de destilação de diluente. O filtro é de preferência um filtro de retrolavagem, mais preferencialmente um filtro de retrolavagem automático. Esses filtros de autolimpeza podem utilizar retrolavagem para limpar a tela sem interromper substancialmente o fluxo do sistema. Partículas de polímero de etileno, que são separadas da corrente de recuperação de hidrocarboneto pelo filtro de retrolavagem, são preferencialmente transferidas por uma parte da corrente de recuperação de hidrocarboneto para a suspensão de partículas de polímero de etileno antes de serem alimentadas no separador sólido-líquido e são mais preferencialmente transferidas para o recipiente de alimentação do separador.

[0061] A Figura 1 mostra esquematicamente uma configuração para preparação de polímeros de etileno multimodais em uma série de três reatores de polimerização por um processo de polimerização em suspensão com o uso de hexano como diluente.

[0062] Para homopolimerizar o etileno ou copolimerizar o etileno com outras olefinas em um primeiro reator de polimerização (1) em suspensão, o hexano reciclado é alimentado ao reator (1) por meio da linha de alimentação (2). Os outros componentes da mistura de reação como catalisador, etileno e auxiliares de polimerização e componentes opcionais como possíveis comonômeros e/ou licor mãe diretamente reciclado, são usados para alimentar o reator por meio de uma ou mais linhas de alimentação (3).

[0063] Como resultado da polimerização no reator (1), uma suspensão de partículas sólidas de polímero de etileno em um meio de suspensão é formada. Esta suspensão é alimentada por meio da linha (4) para o segundo reator de polimerização (5) onde ocorre polimerização adicional. Comonômero fresco ou componentes adicionais da mistura de reação podem ser usados para alimentar o reator (5) por meio de uma ou mais linhas de alimentação (6). O licor mãe diretamente reciclado pode ser usado para alimentar a reator (5) por meio da linha (43).

[0064] A suspensão de reator (5) é, depois disso, usada para alimentar, por meio da linha (7), o terceiro reator de polimerização (8) em que a polimerização adicional é realizada. Uma ou mais linhas de alimentação (9) permitem a alimentação suplementar de comonômero ou componentes adicionais da mistura de reação do reator (8). Dentro do reator de polimerização (8), ocorre, ainda, a polimerização. O licor mãe diretamente reciclado pode ser usado para alimentar a reator (8) por meio da linha (44).

[0065] A suspensão de partículas de polímero de etileno no meio de suspensão formado no reator (8) é continuamente transferida por meio da linha (10) para o recipiente de alimentação do separador (11). A suspensão é então passada por meio da linha (12) para a centrífuga (13), em que a suspensão é separada em partículas sólidas de polímero de etileno e licor mãe, isto é, meio de suspensão líquido recuperado.

[0066] As partículas de polímero de etileno úmidas isoladas são transferidas por meio da linha (20) para um secador de pó (21). Para remover partes residuais do meio de suspensão, que é principalmente hexano, das partículas de polímero de etileno, nitrogênio quente é introduzido no secador de pó (21) por meio de uma ou mais linhas (22). O nitrogênio, que absorveu as partes evaporadas do meio de suspensão, principalmente hexano, é transportado por meio da linha (23) para um ciclone (24) e, em seguida, por meio da linha (25) para o depurador (26). Para recuperar o hexano da corrente de nitrogênio transportada para o depurador (26), uma fase líquida resfriada é alimentada para o depurador (26) na posição (27). O líquido introduzido é então retirado do depurador (26) juntamente com o hexano lavado através da linha (28) formando uma corrente de recuperação de hexano líquido. Uma parte desta corrente de recuperação de hexano é reciclada pela bomba (29) por meio das linhas (30) e (31) através do trocador de calor (32) para o depurador (26) para ser alimentado na posição (27). O restante da corrente de recuperação de hexano é transferido por meio da linha (33) para o recipiente de alimentação do separador (11). O nitrogênio com baixo teor em hexano deixa o depurador (26) na parte superior por meio da linha (34). Partículas de polímero de etileno secas são descarregadas do secador de pó (21) 'por meio da linha (36) e transportadas para um recipiente para tratar as partículas de polímero de etileno com uma mistura de gás nitrogênio/vapor e, finalmente, para uma unidade de peletização (não mostrada).

[0067] O licor mãe obtido na centrífuga (13) é transferido por meio da linha (40) para um recipiente coletor de licor mãe (41). A partir do mesmo, o licor mãe pode ser reciclado por meio da bomba (42) através das linhas (43) e (44) para o reator de polimerização (5) e/ou reator de polimerização (8).

[0068] Para finalização, o licor mãe é ramificado na linha (43) e transferido por meio da linha (50) para o tanque de licor mãe (51). A partir do mesmo, o licor mãe é transferido por meio da bomba (52) através da linha (53) para um evaporador (54). A linha (55) que se ramifica fora da linha (50) permite alimentar o licor mãe diretamente a partir do recipiente coletor de licor mãe (41) para o evaporador (54) sem passar no tanque de licor mãe (51).

[0069] O evaporador (54) é projetado como evaporador de circulação que é operado pela circulação da fase líquida a ser evaporada através do trocador de calor (56), no qual a fase líquida é parcialmente vaporizada. As frações vaporizadas do licor mãe são retiradas da parte superior do evaporador (54) por meio da linha (57), condensadas no trocador de calor (58) e transferidas para um recipiente de alimentação da coluna de destilação (59). A partir do mesmo, as frações vaporizadas condensadas do licor mãe são bombeadas por meio de bomba (60) através da linha (61) para uma coluna de destilação (62).

[0070] A coluna de destilação (62) é operada pela ramificação de uma parte da corrente de fundo retirada da coluna de destilação (62) por meio da linha (63) e passando a parte ramificada da corrente de fundo através do trocador de calor (64), no mesmo parcialmente vaporizando essa corrente e retornar a parte aquecida e parcialmente vaporizada da corrente de fundo por meio da linha (65) para a coluna de destilação (62). O restante da corrente de fundo retirada a partir da coluna de destilação (62), que é predominantemente hexano, é bombeada pela bomba (66) por meio linha (67) para uma unidade de purificação de hexano (68) e, em seguida, por meio da linha (69) para um recipiente coletor de hexano (70). A partir do mesmo, o hexano purificado é reciclado por meio da bomba (71) através da linha (2) como diluente para o reator de polimerização (1). Os componentes de baixo ponto de ebulição são retirados da parte superior da coluna de destilação (62) através da linha (72).

[0071] Uma fase líquida enriquecida em frações de maior ponto de ebulição do licor mãe é retirada do fundo do evaporador (54) por meio da linha (80) e transferida para um recipiente separador de cera (81) que é operado pela injeção de vapor por meio da linha (82) diretamente no recipiente separador de cera (81). A cera líquida é retirada da parte inferior do recipiente do separador de cera (81) por meio da linha (83) e transportada para uma unidade de incineração (não mostrado), por exemplo, para a geração de vapor, ou para uma unidade de solidificação ou unidade de envio de líquido (não mostrada) para ser vendida.

[0072] As frações gasosas obtidas no recipiente separador de cera (81), que compreendem principalmente hexano e água, são retiradas do topo do recipiente separador de cera (81) por meio da linha (84), condensadas no trocador de calor (85) e transferidas para um recipiente de separação líquido- líquido (86). Outras misturas condensadas de hexano/água obtidas em outras posições do processo de polimerização, por exemplo, a mistura condensada de hexano/água retirada do recipiente de tratamento de pó, podem ser transferidas para o recipiente de separação líquido-líquido (86) por meio da linha (91).

[0073] A água é retirada do recipiente de separação líquido-líquido (86) por meio da linha (87) e transferida para um sistema de água servida (não mostrado). A fase de hexano é retirada do recipiente de separação líquido- líquido (86) por meio da linha (88) e transferida por meio de bomba (89) por meio da linha (90) para o tanque de licor mãe (51).

[0074] A Figura 2 mostra esquematicamente uma configuração para preparação de polímeros de etileno em suspensão, de acordo com o processo da presente revelação.

[0075] O processo representado na Figura 2 é um processo para preparação de polímeros de etileno multimodais em uma série de três reatores de polimerização com o uso de hexano como diluente idêntico ao processo mostrado na Figura 1, exceto que a fase de hexano retirada do recipiente de separação líquido-líquido (86) por meio da linha (88) não é transferida por meio de bomba (89) através da linha (90) para o tanque de licor mãe (51), mas é transferida por meio de bomba (89) através de uma linha (92) para um segundo recipiente de separação líquido-líquido (93). A água é retirada a partir do segundo recipiente de separação líquido-líquido (93) por meio da linha (94) e retornada ao recipiente de separação líquido-líquido (86). A fase de hexano é retirada do segundo recipiente de separação líquido-líquido (93) por meio da linha (95) e a maioria desta fase de hexano é transferida por meio da linha (96) diretamente para a coluna de destilação (62). A linha (90) oferece a possibilidade de transferir a fase de hexano retirada do segundo recipiente de separação líquido-líquido (93) para o tanque de licor mãe (51).

[0076] O processo da presente revelação permite, de uma maneira econômica e eficiente de energia, finalizar o licor mãe, que é obtido removendo-se as partículas de polímero de etileno preparadas a partir de uma suspensão obtida em um processo de polimerização em suspensão para preparação de polímeros de etileno, para fornecer diluente purificado minimizando-se a quantidade de licor mãe que deve ser evaporado.

EXEMPLOS Exemplo comparativo a

[0077] O etileno foi polimerizado em um processo contínuo em três reatores dispostos em série, conforme mostrado na Figura 1. Um componente de catalisador Ziegler preparado conforme especificado em WO 91/18934, Exemplo 2 e que tem no mesmo o número operativo 2.2, foi alimentado ao primeiro reator (1) em uma quantidade de 2,6 em mol/h em relação ao teor de titânio do composto de catalisador, juntamente com 69 em mol/h de trietilalumínio, bem como quantidades suficientes de hexano como diluente, etileno e hidrogênio. A quantidade de etileno (= 24,1 t/h) e a quantidade de hidrogênio (= 21,7 kg/h) foram ajustadas de modo que a proporção percentual de etileno e de hidrogênio medida no espaço de gás do primeiro reator fosse de 20 % em volume de etileno e 62 % em volume de hidrogênio e o restante era uma mistura de nitrogênio e diluente vaporizado.

[0078] A polimerização no primeiro reator (1) foi realizada a 84 °C.

[0079] A suspensão do primeiro reator (1) foi então transferida para o segundo reator (5), no qual a proporção percentual de hidrogênio na fase gasosa foi reduzida para 0,5 % em volume e uma quantidade de 12,8 t/h de etileno foi adicionado a este reator juntamente com uma quantidade de 397 kg/h de 1-buteno. A quantidade de hidrogênio foi reduzida por meio de despressurização H2 intermediária. 64 % em volume de etileno, 0,5 % em volume de hidrogênio e 6,0 % em volume de 1-buteno foram medidos na fase gasosa do segundo reator, sendo que o restante é uma mistura de nitrogênio e diluente vaporizado.

[0080] A polimerização no segundo reator (5) foi realizada a 85 °C.

[0081] A suspensão do segundo reator (5) foi transferida para o terceiro reator (8) com o uso de despressurização H2 intermediária adicional para reduzir a quantidade de hidrogênio para menos de 0,08 % em volume no espaço de gás do terceiro reator.

[0082] Uma quantidade de 10,3 t/h de etileno foi adicionada ao terceiro reator (8) juntamente com uma quantidade de 476 kg/h de 1-buteno. 72 % em volume de etileno, 0,05 % em volume de hidrogênio e 6,8 % em volume de 1-buteno foram medidos na fase gasosa do terceiro reator, sendo que o restante é uma mistura de nitrogênio e diluente vaporizado.

[0083] A polimerização no terceiro reator (8) foi realizada a 84 °C.

[0084] A suspensão do terceiro reator (8) foi transferida para o recipiente de alimentação do separador (11).

[0085] A finalização da suspensão descarregada a partir do recipiente de alimentação do separador (11) por meio da linha (12) ocorreu conforme representado na Figura 1. A suspensão foi separada em centrífuga (13) em partículas sólidas de polímero de etileno e licor mãe. As partículas de polímero de etileno úmidas isoladas foram secas em secador de pó (21) por uma corrente de nitrogênio quente. As partes evaporadas do hexano, que foram removidas a partir das partículas úmidas de polímero de etileno no secador de pó (21), foram recuperadas por lavagem no depurador (26) da corrente de gás saindo o secador de pó (21). A fase líquida recuperada foi transferida de volta para o recipiente de alimentação do separador (11) por meio da linha (33).

[0086] O licor mãe obtido na centrífuga (13) foi parcialmente reciclado para o segundo e o terceiro reatores de polimerização (5) e (8) e parcialmente finalizado por ser transferido por meio da linha (53) para um evaporador (54), no qual a fase líquida está parcialmente vaporizado. O evaporador (54) é projetado como evaporador de circulação que é operado pela circulação da fase líquida a ser evaporada através de um trocador de calor (56). As frações vaporizadas do licor mãe são transferidas por meio da linha (57) para um recipiente de alimentação da coluna de destilação (59) e a partir do mesmo, por meio de uma bomba (60) através da linha (61) para uma coluna de destilação (62), na qual componentes de menor ponto de ebulição são separados. Uma parte da corrente de fundo da coluna de destilação (62) que é predominantemente hexano é passada através de uma unidade de purificação de hexano (68) e transferida para o primeiro reator de polimerização (1) por meio da linha (2).

[0087] Uma fase líquida enriquecida em frações de maior ponto de ebulição do licor mãe foi retirada do fundo do evaporador (54) por meio da linha (80) e transferida para um recipiente separador de cera (81) que foi operado por injeção direta de vapor através da linha (82). As frações gasosas obtidas no recipiente separador de cera (81) foram condensadas e transferidas para um recipiente de separação líquido-líquido (86) para serem separadas em água e uma fase de hexano. A fase de hexano obtida foi combinada com as partes do licor mãe a serem finalizadas e transferidas por meio da linha (53) para o evaporador (54).

[0088] As taxas de fluxo e composições de correntes selecionadas no processo de finalização de licor mãe são apresentadas na Tabela 1. Tabela 1

[0089] Para evaporar as frações do licor mãe a serem transferidas para a coluna de destilação (62), o trocador de calor (56) teve que ser dotado de vapor que tem uma saída térmica de 7433 kW.

Exemplo 1

[0090] A polimerização do Exemplo Comparativo A foi repetida, no entanto, a finalização da suspensão descarregada a partir do recipiente de alimentação do separador (11) por meio da linha (12) ocorreu conforme representado na Figura 2.

[0091] Em contraste com a finalização realizada no Exemplo Comparativo A, a fase de hexano retirada a partir do recipiente de separação líquido-líquido (86) foi transferida para um segundo recipiente de separação líquido-líquido (93). A fase de hexano foi retirada a partir do segundo recipiente de separação líquido-líquido (93) não foi transferida completamente para o tanque de licor mãe (51), mas a maioria da fase de hexano foi transferida por meio da linha (96) para o recipiente de alimentação da coluna de destilação (59) e apenas uma pequena porção da fase de hexano retirada a partir do segundo recipiente de separação líquido-líquido (93) foi transferida para o tanque de licor mãe (51) por meio da linha (90).

[0092] As taxas de fluxo e composições de correntes selecionadas no processo de finalização de licor mãe são apresentadas na Tabela 2. Tabela 2

[0093] Para evaporar as frações do licor mãe a serem transferidas para a coluna de destilação (62), o trocador de calor (56) teve que ser dotado de vapor que tem uma saída térmica de 6910 kW. Com relação ao Exemplo Comparativo A, o fluxo reduzido de licor mãe para o trocador de calor (56) permitiu uma redução de 7 % da energia fornecida ao trocador de calor (56) sem uma redução na vazão da coluna de destilação (62).

Claims (13)

1. Processo para preparação de um polímero de etileno em uma polimerização em suspensão em um reator de polimerização ou uma série de reatores de polimerização, caracterizado pelo fato de que compreende polimerizar etileno ou copolimerizar etileno e um ou mais C3- C12-1-alcenos a temperaturas de 40 a 150 °C e pressões de 0,1 a 20 MPa na presença de um catalisador de polimerização e formar uma suspensão de partículas de polímero de etileno em um meio de suspensão que compreende um diluente de hidrocarboneto, transferir a suspensão de partículas de polímero de etileno para um separador sólido-líquido, no qual a suspensão é separada em partículas úmidas de polímero de etileno e licor mãe, transferir uma parte do licor mãe para uma seção de finalização que compreende um evaporador para produzir uma porção com baixo teor de cera do licor mãe, que compreende uma unidade de destilação de diluente, que produz diluente isolado a partir da porção com baixo teor de cera do licor mãe e que compreende uma unidade de remoção de cera operada por destilação a vapor direto para a remoção de cera a partir de uma solução de cera de hidrocarboneto, cuja unidade de remoção de cera produz uma mistura de hidrocarboneto gasoso/vapor que é condensada e então separada, dentro de um primeiro separador líquido-líquido, em uma fase aquosa e uma fase de hidrocarboneto, e reciclar pelo menos uma parte do diluente isolado produzido na unidade de destilação de diluente para o reator de polimerização ou a série de reatores de polimerização, em que pelo menos uma parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido é transferida para a unidade de destilação de diluente, sem passar pelo evaporador, para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, que é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é transferida diretamente para a unidade de destilação do diluente.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte da fase de hidrocarboneto obtida no primeiro separador líquido-líquido, que é transferida para a unidade de destilação de diluente sem passar pelo evaporador para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe, é transferida para um segundo separador líquido-líquido e separada, no mesmo, em uma segunda fase aquosa e uma segunda fase de hidrocarboneto, e a segunda fase de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o segundo separador líquido-líquido é equipado com um coalescedor.

5. Processo de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a fase aquosa retirada a partir do segundo recipiente de separação líquido-líquido é retornada ao primeiro recipiente de separação líquido-líquido.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as partículas de polímero de etileno úmidas obtidas no separador sólido-líquido são secas pelo contato das partículas com uma corrente de gás e que, assim, formam uma corrente de gás que carrega uma carga de hidrocarboneto e que, posteriormente, separam a carga de hidrocarboneto da corrente de gás e que, assim, formam uma corrente de recuperação de hidrocarboneto líquido e pelo menos uma parte da corrente de recuperação de hidrocarboneto é transferida para a unidade de destilação de diluente, sem passar pelo evaporador, para produzir a porção com baixo teor de cera do licor mãe.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a corrente de recuperação de hidrocarboneto transferida para a unidade de destilação de diluente é passada através de um filtro antes de ser introduzida na unidade de destilação de diluente.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o filtro é um filtro de retrolavagem.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as partículas de polímero de etileno, que são separadas da corrente de recuperação de hidrocarboneto pelo filtro de retrolavagem, são transferidas por uma parte da corrente de recuperação de hidrocarboneto para a suspensão de partículas de polímero de etileno a montante do separador sólido-líquido.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que a corrente de recuperação de hidrocarboneto é formada pelo contato da corrente de gás que carrega a carga de hidrocarboneto com uma fase líquida resfriada em um depurador e que retira a corrente de recuperação de hidrocarboneto do fundo do depurador, e a fase líquida resfriada, que é introduzida no depurador para entrar em contato com a corrente de gás que carrega a carga de hidrocarboneto, é uma parte resfriada da corrente de recuperação de hidrocarboneto retirada do fundo do depurador.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o polímero de etileno preparado é um copolímero de etileno multimodal.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a preparação do polímero de etileno é realizada em uma série de reatores de polimerização e um homopolímero de etileno é preparado em um dos reatores de polimerização.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o homopolímero de etileno é preparado no primeiro reator de polimerização da série de reatores de polimerização e um copolímero de etileno é preparado em um reator de polimerização subsequente.