Processos «Slurry» do PP

A figura apresenta o esquema correspondente ao fluxograma do processo de polimerização em slurry convencional (SP), utilizado num número significativo de instalações da primeira geração que ainda se encontram em produção comercial.

 

O catalisador utilizado (haleto de Ti) e o co-catalisador (haleto de alquilo de Al) são adicionados ao reactor juntamente com um «portador» líquido, constituído por uma mistura de solventes orgânicos, na qual o monómero é dissolvido.

A reação ocorre num reactor-tanque agitado, no qual a «pasta» é termorregulada por meio de extração através de camisas, serpentinas e recirculações externas por meio de permutadores de calor, tal como no processo Hoechst para PE já descrito. As temperaturas e pressões típicas são: de 50 a 90 °C e de 5 a 15 atm.

O catalisador introduz um grau de isotacticidade no polímero formado. A variante isotáctica é insolúvel no veículo, enquanto a atáctica se dissolve nele.

Nestes processos convencionais, é necessário efetuar a remoção de cinzas (recuperação do catalisador), dada a atividade relativamente baixa do catalisador. Para tal, após um procedimento de descompressão no recipiente de evaporação «flash», no qual se recupera a maior parte do monómero não reagido, a pasta é tratada com álcool para desativar a reação e conseguir a dissolução do catalisador sob a forma de alcoholatos, que constituem uma fase distinta da da pasta, permitindo a separação dos alcoholatos por extração.
Uma lavagem com água desmineralizada completa o tratamento de extração.

A operação seguinte consiste na separação, por centrifugação, das partículas insolúveis isotácticas da solução de solvente + PP atáctico. O material cristalino é seco com azoto e processado por extrusão. O efluente líquido da centrífuga é encaminhado para um evaporador onde, por aquecimento indireto, é privado do solvente. Este, juntamente com o proveniente das etapas de «remoção de cinzas», é encaminhado para a unidade de recuperação de solvente, onde é retificado. Do fundo do evaporador é extraído o PP amorfo, que pode ser utilizado em aplicações que exigem um processamento relativamente fácil e com propriedades mecânicas inferiores.

Noutras instalações, ou nestas mesmas se forem omitidas certas etapas de pós-tratamento, e se a capacidade dos dispositivos destinados à extração do calor de reação o permitir, é possível utilizar catalisadores de elevada atividade (e de elevada estereoespecificidade), para os quais a recuperação não é necessária (nem a extração das frações amorfas, praticamente inexistentes). O diagrama de fluxos esquemático correspondente a estes processos simplificados (SSP) é apresentado na figura.

No esquema, pode observar-se que a etapa de remoção do catalisador foi eliminada. Após a polimerização, seguem-se as seguintes etapas:
1) Recuperação do monómero por evaporação instantânea.
2) Centrifugação, para separação das formações cristalinas insolúveis
3) Secagem das mesmas
4) Processamento

Esta simplificação dos processos é importante em termos de custos de produção. Mantêm-se todas as unidades de processo destinadas à recuperação e reciclagem do agente de transporte que compõe a pasta.

Neste grupo de tecnologias, é possível observar a influência da atividade e da esteroespecificidade do catalisador na definição do processo. Uma unidade da primeira geração destas tecnologias pode, em determinadas circunstâncias, prescindir de secções inteiras da mesma, se a atividade do catalisador eliminar a necessidade de o recuperar.

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