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Oscillatory behaviour of an industrial slurry polyethylene reactor

Authors

  • Normando J. C. Jesus,

    1. Programa de Engenharia Química/COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, CP 68502, Rio de Janeiro, RJ 21941-972, Brazil
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  • Príamo A. Melo,

    1. Programa de Engenharia Química/COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, CP 68502, Rio de Janeiro, RJ 21941-972, Brazil
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  • Márcio Nele,

    1. Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, Rio de Janeiro, RJ 21941-914, Brazil
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  • José Carlos Pinto

    Corresponding author
    1. Programa de Engenharia Química/COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, CP 68502, Rio de Janeiro, RJ 21941-972, Brazil
    • Programa de Engenharia Química/COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Cidade Universitária, CP 68502, Rio de Janeiro, RJ 21941-972, Brazil.
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Abstract

Considerable attention has been given to the dynamic behaviour of polymerisation processes. Distinct non-linear phenomena have been predicted (multiple steady states, periodic, and non-periodic oscillations), but experimental confirmation of such responses has been usually confined to free-radical polymerisations systems. Particularly, olefin polymerisation reactors are expected to exhibit complex oscillatory dynamics, but this sort of dynamic behaviour has not been reported experimentally. In this work, real industrial data obtained in a full-scale polyethylene slurry reactor confirm the existence of complex oscillatory behaviour that can lead to process runaway, validating model predictions about the existence of complex dynamics in similar processes.

On a porté une attention toute particulière au comportement dynamique des procédés de polymérisation. Des phénomènes distincts non linéaires ont été prédits (régimes permanents multiples, oscillations périodiques et non périodiques), mais la confirmation expérimentale de ces réactions était habituellement réservée aux systèmes de polymérisation radicalaire. Les réacteurs de polymérisation des oléfines sont censés avoir des dynamiques oscillatoires complexes, mais ce type de comportement dynamique n'a pas été démontré sur le plan expérimental. Dans la présente étude, de véritables données industrielles relevées sur un réacteur à combustible en suspension en polyéthylène à grande échelle ont confirmé l'existence d'un comportement oscillatoire complexe qui peut provoquer un emballement du processus. Ces résultats valident les prédictions du modèle relatives à l'existence de dynamiques complexes dans des processus similaires. © 2010 Canadian Society for Chemical Engineering

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