Modelado de un reactor de lecho fluidizado para producción de polietileno

R.A BORTOLOZZI, M.G. CHIOVETTA

Buenos Aires - Argentina

Congreso; XXII Interamerican Congress of Chemical Engineering and V Argentinian Congress of Chemical Engineering; 2006

Asociación Argentina de Ingenieros Químicos - Confederación Interamericana de Ingeniería Química

En este trabajo se realiza un análisis de los reactores de lecho fluidizado para la producción de poliolefinas, a partir del interés tecnológico que estos poseen. El estudio, que se lleva a cabo mediante modelos matemáticos, tiene el propósito de investigar las condiciones operativas más favorables y la influencia de los distintos parámetros involucrados en el funcionamiento de estos equipos. En particular se analiza un reactor de lecho fluidizado para la síntesis de polietileno, con las dimensiones de un reactor comercial típico. Para simular el comportamiento del reactor, se modela el equipo en dos niveles: el primero, macroscópico global, permite estimar la temperatura de la mezcla gaseosa que se obtiene al tope del reactor. Si se limita dicha temperatura a los valores admisibles para evitar la degradación del polímero, se obtiene una estimación de la producción máxima posible en un dado volumen de lecho y para condiciones básicas fijadas. Además se realiza un análisis para verificar si resulta posible que la corriente gaseosa evacue la energía generada por la exotermia de la reacción de polimerización, lo cual es de suma importancia para el diseño del reactor. El siguiente nivel de modelado consiste en dividir el reactor en un número adecuado de compartimentos en los cuales se aplican las ecuaciones de balance, considerando las dos fases, burbuja y emulsión, las cuales intercambian materia y energía entre sí. A través de estos balances detallados  es posible determinar la evolución de las temperaturas y de la composición de ambas fases a lo largo del reactor. Los resultados obtenidos con el modelo permiten analizar diversas situaciones alternativas para la operación del lecho fluidizado, y establecer dominios de operación para las variables más importantes del proceso.