Procesos de Polimerización Industriales. Experiencias en Vinculación Tecnológica

GUGLIOTTA, L.M.; MINARI, R.J.; MEIRA, G.R.; VEGA, J.R.

Huerta Grande

Encuentro; II Reunión Intedisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2010

Se presentan algunos resultados de actividades de transferencia tecnológica obtenidos con relación a 3 procesos de polimerización industriales de empresas radicadas en la Argentina: 1) producción de caucho de estireno-butadieno (SBR) en un tren de reactores agitados continuos; 2) síntesis de caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR) en un reactor discontinuo; y 3) producción de ácido poliacrílico (PAA) de masa molar controlada. Los procesos 1) y 2) corresponden a una planta industrial del sector petroquímico actualmente operada por Petrobras Energía S.A., mientras que el proceso 3) corresponde a la empresa KIMIKER S.R.L., del sector PyME, que sintetiza y comercializa productos químicos para la industria de la cerámica. Los procesos 1) y 2) se refieren a copolimerizaciones en emulsión de estireno-butadieno y de acrilonitrilo-butadieno, respectivamente. Se estudió la optimización del proceso continuo 1), considerando: a) la división de la corriente principal de alimentación de orgánicos, con la inclusión de adiciones estacionarias de monómeros y de agente de transferencia de cadena (CTA) en reactores intermedios del tren, con el objeto de maximizar la producción y mejorar la calidad del caucho SBR; y b) la manipulación del caudal total de alimentación y de las adiciones intermedias de CTA, con el objeto de reducir el producto que resulta fuera de especificación durante cambios de niveles de producción y de grado de SBR requerido, respectivamente. Se consideró el seguimiento y control del proceso 2) sobre la base de mediciones asociadas al balance de energía, con el objeto de estimar: a) la conversión de monómeros y el tiempo final de reacción, permitiendo efectuar agregados de iniciador para compensar inhibiciones indeseables; y b) variables ligadas a la estructura molecular del NBR (composición del copolímero, masas molares y grados de ramificación promedios), permitiendo su control mediante la dosificación semicontinua de los monómeros y/o del CTA a lo largo de la polimerización. El proceso 3) se refiere a la homopolimerización radicalaria de ácido acrílico en solución acuosa, desarrollándose un proceso semicontinuo para la producción de grados de PAA de masas molares medias y bajas, en condiciones de operación seguras, que consiste en el control de la velocidad de reacción y de la masa molar del PAA, mediante la velocidad de dosificación del monómero. En todos los casos, se desarrollaron modelos matemáticos representativos de los procesos de polimerización (y ajustados a datos experimentales), que se los utilizó para interpretar el comportamiento de cada proceso y desarrollar las estrategias de optimización y control.