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Reaction Engineering of Heterogeneously Catalysed Polymerisation

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Les réacteurs polyoléfines évitent la surchauffe grâce aux analyses numériques

Les problèmes de transfert de chaleur et de masse, le manque de capteurs pour enregistrer les modifications au sein du réacteur et contrôler la qualité du produit ainsi que le manque général de connaissances approfondies sur les phénomènes internes du réacteur sont autant de problèmes qui occasionnent une instabilité des réacteurs et limitent le recours des industriels à de nouveaux polymères et processus. L'analyse numérique des mécanismes de refroidissement dans le réacteur clarifie les problèmes liés à la stabilité et au contrôle du réacteur.

Technologies industrielles

La surchauffe des réacteurs dans l'industrie du traitement chimique de la polyoléfine, provoque parfois l'arrêt total des ateliers. A l'origine, une surchauffe catalytique qui provoque des cheveux d'ange (fils) et des boulettes ainsi qu'une agglomération indésirable dans le réacteur et des pointes thermiques extrêmement localisées. De récentes études s'appuyant sur des analyses numériques ont été effectuées à ce sujet pour modéliser les mécanismes de refroidissement dans les réacteurs de polyoléfine en phase gazeuse. Jusqu'à présent, on pensait éviter la surchauffe et les problèmes de stabilité associés du réacteur en effectuant principalement un transfert thermique de la catalyse à la phase gazeuse. L'analyse numérique a démontré que la principale solution aux problèmes de surchauffe du réacteur était de procéder à un transfert thermique direct de la catalyse débutante au produit fini. En conséquence, ces nouveaux résultats devraient conduire au développement de nouvelles méthodes d'approche de la catalyse débutante dans les réacteurs en phase gazeuse. Il apparaît clairement à présent que la prévention des cheveux d'ange (fils) et des boulettes rend nécessaire le mélange individuel très rapide de la catalyse débutante. Ce mélange doit être mis en oeuvre au niveau du processus de façon à provoquer un refroidissement suffisant de la poudre dans la zone de pulvérisation pour que la catalyse adhère à la surface polymère sous forme de particules séparées. La méthode utilisée pour y parvenir doit être développée en propre par chaque fabricant de polyoléfine, y compris la conception de systèmes de contrôle avancés et de méthodes pour anticiper et éviter la fusion du réacteur.

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