Modelamiento de un reactor de lecho fluidizado para la copolimerización de etileno - propileno

Abstract

En este artículo se presenta el modelo matemático para un reactor de lecho fluidizadom, en el cual se desarrolla la copolimerización entre etileno y propileno utilizando catalizadores Ziegler - Natta. El modelo incluye el planteamiento de la cinética de la copolimerización, considerando la existencia de dos tipos de sitios activos: reacciones de transferencia espontánea de actividad y reacciones de desactivación. También se estudia y se simula el crecimiento de una partícula polimérica expuesta a un ambiente (concentración de monómeros y temperatura) que representa las condiciones de la fase emulsiva del reactor de lecho fluidizado. a partir del modelo de crecimiento se plantea el estudio de la distribución de tamaños de partículas en el interior del reactor. El modelo de dos fases de Kunii-Levenspiel sirve de base para el modelamiento y la simulación del reactor de lecho fluidizado, donde se consideraron dos casos extremos para la mezcla del gas en la fase emulsión (perfectamente mezclado y flujo pistón). La solución de los modelos incluye el planteamiento de las ecuaciones de balance de masa (para los monómeros) y de balance de energía, acopladas a los modelos de crecimiento y de distribución de tiempos de residencia.

A mathematical model for the ethylene - propylene copolymerization with a Ziegler - Natta catalyst in a gas phase fludized bed reactor is presented. The model includes a two active site kinetic model with spontaneous transfer reactions and site deactivation. Also, it is studied and simulated the growth of a polymeric particle which is exposed to an outside atmosphere (monomers concentrations and temperature) that represent the emulsion phase conditions of the reactor. Particle growth model is the basis for the study of the sizes distribution into the reactor. Two phase model of Kunii-Levenspiel is the basis for the modelling and simulation of the fluid bed reactor, the models developed consider two extreme cases for the gas mixed grade in emulsion phase (perfectly mixed and plug flow). The solution of the models includes mass (for the two monomers) and energy balances, coupled with the particle growth and residence time distribution models.