目前，聚丙烯的生產工藝按聚合類型可分為溶液法、淤漿法、本體法和氣相法和本體法-氣相法組合工藝5大類。具體工藝主要有BP公司的氣相Innovene工藝、Chisso公司的氣相法工藝、Dow公司的Unipol工藝、Novolene氣相工藝、Sumitomo氣相工藝、Basell公司的本體法工藝、三井公司開發(fā)的Hypol 工藝以及Borealis公司的Borstar工藝等。
1 淤漿法工藝
淤漿法工藝（Slurry Process）又稱漿液法或溶劑法工藝，是世界上最早用于生產聚丙烯的工藝技術。從1957年第一套工業(yè)化裝置一直到20世紀80年代中后期，淤漿法工藝在長達30年的時間里一直是最主要的聚丙烯生產工藝。典型工藝主要包括意大利的Montedison 工藝、美國Hercules工藝、日本三井東壓化學工藝、美國Amoco工藝、日本三井油化工藝以及索維爾工藝等。這些工藝的開發(fā)都基于當時的第一代催化劑，采用立式攪拌釜反應器，需要脫灰和脫無規(guī)物，因采用的溶劑不同，工藝流程和操作條件有所不同。近年來，傳統(tǒng)的淤漿法工藝在生產中的比例明顯減少，保留的淤漿產品主要用于一些高價值領域，如特種BOPP薄膜、高相對分子質量吹塑膜以及高強度管材等。近年來，人們對該方法進行了改進，改進后的淤漿法生產工藝使用高活性的第二代催化劑，可刪除催化劑脫灰步驟，能減少無規(guī)聚合物的產生，可用于生產均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物產品等。目前世界淤漿法PP的生產能力約占全球PP總生產能力的13%。
2、溶液法工藝
溶液法生產工藝是早期用于生產結晶聚丙烯的工藝路線，由Eastman公司所獨有。該工藝采用一種特殊改進的催化劑體系-鋰化合物（如氫化鋰鋁）來適應高的溶液聚合溫度。催化劑組分、單體和溶劑連續(xù)加入聚合反應器，未反應的單體通過對溶劑減壓而分離循環(huán)。額外補充溶劑來降低溶液的粘度，并過濾除去殘留催化劑。溶劑通過多個蒸發(fā)器而濃縮，再通過一臺能夠除去揮發(fā)物的擠壓機而形成固體聚合物。固體聚合物用庚烷或類似的烴萃取進一步提純，同時也除去了無定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸餾的過程，主要用于生產一些與漿液法產品相比模量更低、韌性更高的特殊牌號產品。該方法工藝流程復雜，且成本較高，聚合溫度高，加上由于采用特殊的高溫催化劑使產品應用范圍有限，目前已經不再用于生產結晶聚丙烯。
3、本體法工藝
本體法工藝的研究開發(fā)始于20世紀60年代，1964年美國Dart公司采用釜式反應器建成了世界上第一套工業(yè)化本體法聚丙烯生產裝置。1970年以后，日本住友、Phillips、美國EI Psao等公司都實現了液相本體聚丙烯工藝的工業(yè)化生產。與采用溶劑的漿液法相比，采用液相丙烯本體法進行聚合具有不使用惰性溶劑，反應系統(tǒng)內單體濃度高，聚合速率快，催化劑活性高，聚合反應轉化率高，反應器的時-空生產能力更大，能耗低，工藝流程簡單，設備少，生產成本低，"三廢"量少；容易除去聚合熱，并使撤熱控制簡單化，可以提高單位反應器的聚合量；能除去對產品性質有不良影響的低分子量無規(guī)聚合物和催化劑殘渣，可以得到高質量的產品等優(yōu)點。不足之處是反應氣體需要氣化、冷凝后才能循環(huán)回反應器。反應器內的高壓液態(tài)烴類物料容量大，有潛在的危險性。此外，反應器中乙烯的濃度不能太高，否則在反應器中形成一個單獨的氣相，使得反應器難以操作，因而所得共聚產品中的乙烯含量不會太高。
本體法不同工藝路線的區(qū)別主要是反應器的不同。反應器可分為釜式反應器和環(huán)管反應器兩大類。釜式反應器是利用液體蒸發(fā)的潛熱來除去反應熱，蒸發(fā)的大部分氣體經循環(huán)冷凝后返回到反應器，未冷凝的氣體經壓縮機升壓后循環(huán)回反應器。而環(huán)管反應器則是利用軸流泵使?jié){液高速循環(huán)，通過夾套冷卻撤熱，由于傳熱面積大，撤熱效果好，因此其單位反應器體積產率高，能耗低。
本體法生產工藝按聚合工藝流程，可以分為間歇式聚合工藝和連續(xù)式聚合工藝兩種。（1）間歇本體法工藝。間歇本體法聚丙烯聚合技術是我國自行研制開發(fā)成功的生產技術。它具有生產工藝技術可靠，對原料丙烯質量要求不是很高，所需催化劑國內有保證，流程簡單，投資省、收效快，操作簡單，產品牌號轉換靈活、三廢少，適合中國國情等優(yōu)點，不足之處是生產規(guī)模小，難以產生規(guī)模效益；裝置手工操作較多，間歇生產，自動化控制水平低，產品質量不穩(wěn)定；原料的消耗定額較高；產品的品種牌號少，檔次不高，用途較窄。目前，我國采用該法生產的聚丙烯生產能力約占全國總生產能力的24.0%；（2）連續(xù)本體法工藝。該工藝主要包括美國Rexall工藝、美國Phillips工藝以及日本Sumitimo工藝。（a）Rexall工藝。Rexall本體聚合工藝是介于溶劑法和本體法工藝之間的生產工藝，由美國Rexall公司開發(fā)成功，該工藝采用立式攪拌反應器，用丙烷含量為10%-30%。 |