| Summary: | Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2007 === Made available in DSpace on 2012-10-23T06:54:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1
270203.pdf: 12593546 bytes, checksum: 0626ce88456ad41b5eb9f69926cf8404 (MD5) === Atualmente, a produção comercial de resinas vinílicas por meio de reações de polimerização em suspensão é realizada em processos descontínuos. Apesar das facilidades operacionais e da flexibilidade de produção que estes processos apresentam, eles possuem capacidade produtiva limitada quando comparados aos processos contínuos. Outras desvantagens inerentes aos processos descontínuos incluem a variabilidade na qualidade da resina produzida em cada batelada e o elevado tempo ocioso da planta produtiva.
De uma forma geral, os processos contínuos são capazes de aumentar a capacidade produtiva de uma planta industrial, melhorar a qualidade do produto final e reduzir as perdas de processo no caso de problemas operacionais. Apesar disso, não existe relatos sobre a utilização de processos contínuos na produção industrial de resinas em suspensão. Ademais, os estudos científicos sobre o tema são escassos. Desta forma, para superar esta falta de informação, contribuir com a engenharia das reações de polimerização e suprir as necessidades atuais das indústrias do setor, o presente estudo busca investigar formas para desenvolver um reator que seja capaz de produzir continuamente resinas vinílicas em suspensão. Para atingir este objetivo, uma unidade experimental foi construída e uma análise paramétrica com o reator operando em batelada foi realizada. O reator proposto é composto por um tubo agitado instalado na posição vertical, cujo princípio de operação baseia-se na sedimentação das partículas poliméricas. Estudos de simulação também foram desenvolvidos para avaliar o comportamento fluidodinâmico da fase contínua (água) no reator proposto e, com isso, contribuir com as explicações das razões que levaram à obtenção de partículas poliméricas com determinadas propriedades morfológicas.
Os resultados experimentais obtidos mostraram que o reator tubular proposto, na forma de uma torre de polimerização, mesmo que operando em regime batelada, foi capaz de fornecer partículas poliméricas em suspensão com boas características granulométricas (estreita distribuição dos tamanhos das partículas). Além disso, permitiu a constatação da ocorrência de um processo de sedimentação natural das partículas, característica esta que deverá futuramente viabilizar a operação do equipamento proposto em regime contínuo. === Nowadays, the commercial production of vinyl resins through suspension polymerization reactions are carried out in discontinuous processes. Although the operational facilities and production flexibility, batch processes have limited capacity of production when compared to continuous one. Besides, the variability of the resin quality produced in each batch and the high idler time of the production can be considered other disadvantages of batch processes.
Generally, continuous processes are capable to rise the production capacity of an industrial plant, improve final product quality and minimize process wastes in case of operating problems. Despite of that, there is no information regarding the use of continuous processes in the commercial production of suspension resins. Besides, the scientific studies about this subject are not common. In this way, to overcome the lack of information regarding continuous suspension polymerization processes, contribute to the development of the polymerization reaction engineering area and supply the actual industries requirements, the present work investigates ways to develop a chemical reactor capable to continuously produce suspension vinyl resins. To achieve this aim, an experimental reactor was constructed and a parametric analysis was accomplished operating the reactor in a batch way. The proposed reactor is composed by a vertical tube installed in the vertical position. Its principle of operation is based on the sedimentation of the suspension particles. Simulation studies were also developed to evaluate the fluid dynamic behavior of the continuous phase (water) inside the proposed reactor. The obtained results were used to contribute with the explanations for the obtaining of polymeric particles with certain morphological properties.
The obtained experimental results showed that the proposed tubular reactor, as a polymerization tower, even operating discontinuously, provided polymer particles with good granulometric characteristics (narrow particle size distribution). Besides, it permitted the observation of a natural sedimentation process of the particles, which is an essential characteristic to make feasible the continuous operation of the proposed reactor in further studies.
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