La figura illustra lo schema corrispondente al diagramma di flusso del processo di polimerizzazione in sospensione (SP) convenzionale, utilizzato in un numero significativo di impianti di prima generazione ancora in produzione commerciale.
Il catalizzatore utilizzato (alogenuro di Ti) e il cocatalizzatore (alogenuro di Al alchilico) vengono aggiunti al reattore insieme a un “vettore” liquido, costituito da una miscela di solventi organici, in cui viene disciolto il monomero.
La reazione avviene in un reattore a serbatoio agitato, nel quale la “sospensione” viene termoregolata tramite estrazione mediante camicie, serpentine e ricircoli esterni attraverso scambiatori di calore, come nel processo Hoechst per il PE già descritto. Le temperature e le pressioni tipiche sono: da 50 a 90 °C e da 5 a 15 atm.
Il catalizzatore introduce un grado di isotacticità nel polimero formato. La variante isotattica è insolubile nel vettore, mentre quella atattica vi si dissolve.
In questi processi convenzionali è necessario effettuare il deashing (recupero del catalizzatore), data l’attività relativamente bassa del catalizzatore. A tal fine, dopo una procedura di decompressione nel recipiente di evaporazione «flash», in cui viene recuperata la maggior parte del monomero non reagito, il fango viene trattato con alcool per disattivare la reazione e ottenere la dissoluzione del catalizzatore sotto forma di alcolati che costituiscono una fase distinta da quella della sospensione, consentendo la separazione degli alcolati mediante estrazione.
Un lavaggio con acqua demineralizzata completa il trattamento di estrazione.
L'operazione successiva consiste nella separazione, tramite centrifugazione, delle particelle isotattiche insolubili dalla soluzione di solvente + PP atattico. Il grado cristallino viene essiccato con azoto e lavorato tramite estrusione. L'effluente liquido della centrifuga viene convogliato in un evaporatore dove, tramite riscaldamento indiretto, viene privato del solvente. Quest’ultimo, insieme a quello proveniente dalle fasi di «deashing», viene convogliato all’impianto di recupero del solvente, dove viene rettificato. Dal fondo dell’evaporatore viene estratto il PP amorfo, che può essere impiegato in applicazioni che richiedono una lavorazione relativamente semplice e proprietà meccaniche inferiori.
In altri impianti, o in questi stessi se vengono tralasciate alcune fasi di post-trattamento, e se la capacità dei dispositivi destinati all’estrazione del calore di reazione lo consente, è possibile impiegare catalizzatori ad alta attività (e ad alta stereospecificità), per i quali non è necessario il recupero (né lo è l’estrazione delle frazioni amorfe praticamente inesistenti). Il diagramma di flusso schematico relativo a questi processi semplificati (SSP) è riportato nella figura.
Nello schema si può notare che la fase di rimozione del catalizzatore è stata eliminata. Alla polimerizzazione seguono le seguenti fasi:
1) Recupero del monomero tramite evaporazione flash.
2) Centrifugazione, per la separazione dei composti cristallini insolubili
3) Essiccazione degli stessi
4) Lavorazione
Questa semplificazione dei processi è importante in termini di costi di produzione. Vengono mantenute tutte le unità di processo destinate al recupero e al riciclaggio del vettore che costituisce lo slurry.
In questo gruppo di tecnologie è possibile osservare l'influenza dell'attività e della stereospecificità del catalizzatore sulla definizione del processo. Un impianto di prima generazione può, in determinate circostanze, fare a meno di intere sezioni dello stesso, se l'attività del catalizzatore elimina la necessità di recuperarlo.