Fabricación del polipropileno. Procedimiento “Spherizone” (2004)

La última generación en la tecnología de fabricación del polipropileno es el llamado proceso Spherizone (Covezzi, 2004), puesto a punto por el fabricante Liondell Basell en el año 2004. Este método produce unas resonas de PP de alta calidad con una amplia variedad de propiedades extremas y novedosas que ha abierto el campo del polipropileno a nuevas aplicaciones y nuevos mercados.

El proceso “Spherizone” puede producir PP de elevado módulo de elasticidad a flexión (2,55 GPa), así como polímeros dentro de una banda ancha de la función de distribución de peso molecular. Las resinas de polímero tienen estructuras uniformes y homogéneas que mejoran sus propiedades.

El proceso “Spherizone” es simple, consta de 4 etapas en lugar de las 12 etapas del primitivo proceso Slurry.

Proceso Spherizone en 4 etapas (PP)
Proceso Spherizone en 4 etapas (PP)

Las principales características del proceso son:

  • Utilización de catalizadores de 5ª generación “Avant ZN Catalyst”
Proceso de fabricación del catalizador Avant ZN
Proceso de fabricación del catalizador Avant ZN
  • Monómero en fase gaseosa
  • Reactor en cascada multizona; “multi-zone circulating reactor (MZCR)
Reactor en cascada multizona MZCR. Basell.
Reactor en cascada multizona MZCR. Basell.

El reactor es del tipo lazo (loop reactor), se compone de dos partes unidas formando un lazo, una de flujo ascendente y otra de flujo descendente.

Los gránulos esféricos del polímero circulan continuamente incrementando su tamaño entre dos zonas del reactor con diferente composición de gases en presencia del catalizador. Las partículas de polímero siguen un proceso continuo oscilante (flujo ascendente – flujo descendente) a través de dos zonas interconectadas, una ascendente y otra descendente con ambientes con diferentes composiciones del monómero y del H2; así mismo el tramo ascendente y descendente tienen diferentes regímenes de flujo; en el tramo ascendente el flujo las partículas se mueven mediante una corriente de gas ascendente en condiciones de fluidización rápida. En la parte superior del reactor las partículas se separan del gas transportador, pasando a la segunda zona descendente del reactor. Una barrera fluida forma la zona de separación “stripping”, que es el corazón del reactor, puede hacer que las dos partes del reactor tengan gases de diferentes composiciones que permiten fabricar polímeros de diferentes materiales.

Un incremento de la frecuencia de oscilación de las partículas de polímero entre las dos zonas propicia una mayor uniformidad y un incremento de sus propiedades.

En la parte baja del reactor las partículas de polímero son nuevamente conducidas a la sección ascendente del reactor, repitiéndose el ciclo.

Adicionalmente, se puede añadir al proceso de fabricación un segundo reactor para la copolimerización en fase gaseosa.

Proceso simplificado Spherizone. Producción de copolímeros de PP
Proceso simplificado Spherizone. Producción de copolímeros de PP

Con el proceso Spherizone pueden producirse el polipropileno como: homopolímero, copolímero aleatorio (random copolymers) y copolímero de impacto (heterophasic impact copolymer) de elevado módulo de elasticidad a flexión.

El método es seguro y fiable, emite menos gases contaminantes y consume menos energía. Los materiales poliméricos fabricados tienen forma esferoidal y son muy variados con una gama muy amplia de propiedades.

Proceso Spherizone. Propiedades de los polímeros
Proceso Spherizone. Propiedades de los polímeros

 

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