Modelizacion de la copolimerizacion en emulsion y estimacion en tiempo real de la composicion del copolimero

Resumen

La uniformidad de composicion de los copolimeros juega un papel fundamental en las prestaciones mecanicas, termicas y opticas de los plasticos. La presente tesis trata de la fabricacion de copolimeros de estireno y acrilonitrilo por el metodo de emulsion. Se estudian de los equilibrios de fase, reactividades y cinetica de forma que sea posible estimar en tiempo real, el estado de la fase liquida responsable de la formacion del copolimero y de su composicion. Las medidas se basan en el muestreo y analisis de la fase vapor presente en el espacio de cabeza del reactor, y el calculo de las fases liquidas en equilibrio. Despues de revisar los modelos existentes de la copolimerizacion, se pasa primero a caracterizar los equilibrios liquido-liquido-vapor y a la continuacion de las razones de reactividad de los componentes. Se plantea a continuacion un modelo cinetico semiempirico para un reactor discontinuo y se determinan los parametros cineticos del modelo. Ello permite simular la composicion de la fase vapor a lo largo del proceso y calcular la composicion de la fase organica responsable de la composicion del copolimero. El metodo se extiende a un reactor semicontinuo con corriente de adicion de monomeros. Los resultados presentados, asi como el desarrollo de un sensor de la fase vapor capaz de muestrear y analizar el contenido del espacio de cabeza, pueden ser empleados en un sistema de control predictivo-retroactivo para regular la composicion del copolimero en condiciones de reacciones industriales y en la implementacion de sistemas de control en columnas de destilacion.