MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE REATORES INDUSTRIAIS EM FASE LÍQUIDA DO TIPO LOOP PARA POLIMERIZAÇÃO DE PROPILENO Eneida A. de Lucca 1 , Rubens Maciel Filho 1 , Príamo A. Melo 2* José C. Pinto 2 Programa de Engenharia Química/COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, CP 68502, Rio de Janeiro, 21945-970, RJ, Brasil. 1 Faculdade de Engenharia Química/Unicamp – elucca@feq.unicamp.br, maciel@feq.unicamp.br; 2 Programa de Engenharia Química/COPPE – *melo@peq.coppe.ufrj.br, pinto@peq.coppe.ufrj.br. MODELING AND SIMULATION OF INDUSTRIAL LIQUID PHASE LOOP PROPYLENE POLYMERIZATIONS Liquid phase tubular loop polymerization reactors are widely used in the polyolefin industries because of their capabilities to promote high mixing of reactants in the reaction vessel as well as allow for high heat transfer rates with the cooling jacket due to their high aspect ratio. Validation of a distributed model for the propylene production in loop reactors with industrial data is yet to be presented. A deterministic distributed model may allow for a full analysis of the process behavior because it takes into account the distributed nature of the system, the possibility of using different levels of macromixing and the possibility of incorporating to the model sedimentation, mass and heat transfer issues properly. This paper presents a deterministic distributed dynamic mathematical model to the polymerization of propylene in tubular loop reactors. The model aims at describing main process variables related to the quality control of the industrial polymerization process such as process production rate, melt flow index (MFI) and amount of xylene solubles (XS) in the polymer resins. Hydrogen is used to control the average molar masses produced and, consequently, the MFI of the polymer resin. The model implementation allow for the simulation of a train of loop reactors with multiple feeds. It is shown that the model simulation results may be adequately tuned to describe grade transitions during industrial operation of polypropylene loop reactors. It is also shown that MFI and XS data may be properly simulated with the model developed. Introdução Reatores de polimerização em fase líquida do tipo loop são amplamente utilizados nas indústrias de poliolefinas por possuírem alta capacidade de promover elevados níveis de mistura dos reagentes. Além disso, em função das altas taxas de reciclo, permitem que sejam estabelecidas altas taxas de transferência de calor com o fluido de resfriamento circulante pela camisa. Os primeiros modelos matemáticos desenvolvidos para a polimerização de polipropileno em reatores do tipo loop surgiram na década de 1970 (Uvarov e Tsevetkova, 1974 e Lepski e Inkov, 1977) e usaram reatores contínuos do tipo tanque agitado (CSTR) ideais para descrever os padrões de mistura nesses sistemas. Essa abordagem foi utilizada mais tarde por Ferrero e Chiovetta (1990). Zacca e Ray (1993) foram os primeiros a propor um modelo dinâmico distribuído para descrever a polimerização do propileno neste processo mas, como nos trabalhos anteriores, não houve validação dos resultados com dados industriais reais. Recentemente, Reginato et al. (2003) usaram um modelo não ideal de um CSTR para descrever esse processo e comparar os resultados de simulação com dados reais de uma planta industrial. Taxas de produção, densidade da lama e índices de fluidez foram utilizados para validar o modelo desenvolvido.