Modelagem e simulação de reatores de polimerização

Resumo

Os processos de polimerização representam um aspecto extremamente importante da indústria de processamento químico. Muitas das propriedades dos materiais poliméricos são fortemente afetadas pela distribuição dos seus pesos moleculares. Esta distribuição depende do processo de polimerização envolvido, portanto a seleção e projeto do reator de polimerização é fundamental. Polietileno é um polímero amplamente usado em todo o mundo, e é comercialmente produzido em reatores convencionais a alta pressão (tubulares ou tanque agitado) ou em reatores em fase gasosa (leito fluidizado), sendo este último o processo mais recentemente desenvolvido e também o mais versátil. Com o recente desenvolvimento de processos comerciais de polimerização em fase gasosa, a importância e necessidade de um entendimento mais completo do processo de polimerização em reatores de leito fluidizado são reconhecidas tanto a nível industrial como a nível da comunidade acadêmica e científica. Neste projeto de pesquisa será feita a modelagem e simulação de reatores de polimerização do etileno. Será desenvolvido inicialmente um modelo para reator tanque agitado a alta pressão (tipo autoclave), e em seguida será desenvolvido um modelo para reator em leito fluidizado. A comparação dos resultados de simulação obtidos das duas modelagens desenvolvidas será feita confrontando o desempenho dos dois tipos de reatores. É sabido que o reator, em leito fluidizado tem vantagens em relação às condições de operação sobre o reator tipo autoclave. Este último opera a altas pressões e altas temperaturas, ao passo que o de leito fluidizado opera em condições menos extremas. Um dos objetivos deste trabalho é verificar, através dos resultados de simulação, as vantagens do reator de leito fluidizado, em relação a qualidade do polímero produzido. Será feita também uma otimização do processo de polimerização em fase gasosa, a fim de determinar as condições ótimas de operação do reator de leito fluidizado. (AU)