Engenharia Química

Uma das formas de controlar a polimerização logo nos primeiros instantes de reação é por meio da etapa de pré-polimerização, a qual normalmente é realizada em condições brandas de temperatura e pressão, criando uma casca porosa de polímero ao redor da partícula de catalisador. Esta etapa evita que a partícula se rompa de forma brusca levando à formação de finos, que podem aderir nas paredes do reator ocasionando em problemas de processo, e permite um maior controle sobre a morfologia da partícula de polímero em crescimento e melhor controle da reação. Os mercados nacional e global de poliolefinas são muito expressivos e estão sempre em expansão, gerando uma forte demanda por elaboração de projetos, otimização de processos, tecnologia e scale-up. Visto a importância desta etapa, este trabalho tem como objetivo a estimativa dos parâmetros cinéticos a partir da elaboração de um modelo matemático que represente a reação de pré-polimerização de propeno, em termos de atividade catalítica, em escala de bancada e escala de planta piloto, e obter um fator de scale-up entre elas. Além disso, entender as alterações provocadas na morfologia e atividade do catalisador durante a etapa de pré-polimerização. Para isso, um conjunto de experimentos foi realizado em laboratório e em planta piloto, variando-se as condições de temperatura e tempo de residência da reação. As amostras obtidas foram analisadas para determinação da atividade catalítica, e caracterizadas por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e análise de distribuição de tamanho de partícula. Os modelos desenvolvidos para ambas as escalas tiveram uma boa aderência aos resultados obtidos, e foi possível obter um fator de scale-up que representou bem esse aumento de escala. O estudo desenvolvido permitiu o entendimento das alterações provocadas na morfologia do pré-polímero, quando alteradas as condições de reação, evidenciando a importância da realização da etapa de pré-polimerização em condições brandas de temperatura e pressão.