Los modelos de simulación juegan un papel fundamental en el desarrollo y operación de los procesos de polimerización. Se puede usar un modelo para planear y optimizar operaciones de cambio de grado, para desembotellar procesos existentes, o para diseñar nuevos productos. También se puede emplear un modelo para cálculos de escalado, o para diseñar una actualización de un proceso. Las compañías pueden ahorrar mano de obra, materia prima y recursos energéticos al emplear simulaciones en lugar de experimentar sobre la base del ensayo y error cuando trata de abordar alguna de estas tareas.

El modelamiento de propiedades físicas es esencial para la simulación de procesos químicos, y no puede ignorarse cuando se llevan a cabo cálculos de diseño. Las propiedades físicas principales involucradas en este caso son densidad, presión de vapor, capacidad calorífica, entalpía, calor de vaporización, y calor de polimerización. Estas propiedades tienen impacto en el equilibrio de fase, dimensionamiento de equipos, y requerimientos energéticos, entre otras variables asociadas con el diseño y modelamiento de procesos.

Esta disertación describe los componentes y técnicas de modelamiento esenciales para construir modelos completos de procesos de polimerización para poliolefinas catalizadas por metales. El significado de este trabajo consiste en que presenta un enfoque extenso al modelamiento de procesos de polimerización aplicada a procesos comerciales de gran escala. La mayoría de los investigadores solo se enfocan en los mecanismos de polimerización y cinética de reacción, y desatienden las propiedades físicas y el equilibrio de fases. Ambos, las propiedades físicas y el equilibrio de fases, juegan un papel clave en la exactitud y robustez de un modelo.

Este trabajo presenta los principios fundamentales y las directrices prácticas usadas para desarrollar y validar los modelos de simulación en estado estacionario y dinámica para dos procesos comerciales a gran escala que involucran polimerización Ziegler-Natta para producir polietileno de alta densidad (HDPE) y polipropileno (PP). También proporciona un modelo para la polimerización en solución de etileno usando un catalizador metaloceno. Los esfuerzos de modelamiento existentes no incluyen propiedades físicas o equilibrio de fase en sus cálculos. Estas omisiones socavan la exactitud y el poder de predicción de los modelos. Los capítulos posteriores de esta disertación discuten los conceptos fundamentales que se consideran en el modelamiento de procesos de polimerización. Estos incluyen propiedades físicas y termodinámicas, equilibrio de fases, y cinética de polimerización. Los últimos capítulos proporcionan las aplicaciones del modelamiento descritas anteriormente.