Modellizzazione su PC per migliorare i processi di polimerizzazione
La prima fase nella produzione di polimeri importanti dal punto di vista commerciale, come il polipropilene dai monomeri, è la polimerizzazione dalla fase gassosa. Durante la polimerizzazione i monomeri si uniscono per formare una lunga catena polimerica di geometria specifica usando il catalizzatore Ziegler-Natta. In questo processo il frammento monomero si complessa in un centro metallico. Il complesso si lega alla catena polimerica, che diventa troppo grande per il centro metallico e lascia un posto libero per l'ulteriore complessazione di monomeri. La più ampiamente affermata tecnologia industriale di fase gas è quella FBR, reattore a combustibile fluidizzato. In essa il letto è mantenuto a regime di gorgogliamento riciclando i gas di reazione tramite il reattore. Il calore della reazione è rimosso dal gas in circolazione e talvolta mediante condensazione parziale. Il reattore viene fatto funzionare sia in modo intermittente che continuo. Le condizioni di funzionamento ottimale di un reattore a combustibile fluidizzato sono state studiate in uno studio basato su modelli. Per agevolarlo, è stato sviluppato un modulo di meccanica generica per la copolimerizzazione in fase gassosa Ziegler Natta nel reattore. Sono stati trovati i punti operativi ottimali di quattro gradi di polimero diversi massimizzando l'efficienza della conversione da monomero a polimero. È stato anche studiato il tempo di transizione al grado di polimero e la conseguente produzione off-spec, ed è stata formata la struttura di controllo ottimale. Ulteriori studi d'ottimizzazione sono stati condotti per il funzionamento transitorio dell'FBR. Le condizioni operative ottimali durante la transizione tra i quattro gradi di polimero sono state studiate ed è stata determinata la migliore sequenza di transizione. Produzione più veloce, qualità del prodotto migliorata, riduzione dei costi e maggiore sicurezza sono tutti i vantaggi derivanti da una polimerizzazione più efficiente scaturita dalla modellizzazione.
