Spheripol工艺是目前世界聚丙烯生产中广泛使用的工艺之一，能够提供全范围的产品，包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物(乙烯-丙烯-丁烯共聚物)。Spheripol工艺过程包括原料精制、催化剂制备、预聚合及液相本体反应系统、气相反应系统、聚合物脱气及单体回收、聚合物气蒸干燥、挤压造粒等工序，是非常典型的组合工艺(双环管+流化床)。　　 本论文主要针对Shperipol工艺过程，围绕提高装置生产效率、增加装置经济效益的主题开展了以下五方面的研究：第一，Spheripol组合工艺丙烯聚合质量模型的建立；第二，Spheripol聚丙烯工艺牌号切换优化；第三，聚丙烯中乙烯含量的快速检测；第四，高抗冲共聚聚丙烯的开发；第五，透明无规共聚聚丙烯产的开发。　　 (1)Spheripol组合工艺丙烯聚合质量模型的建立　　 在聚合机理的基础上，以Spheripol工艺为例，对聚合物质量指标进行了稳态模拟，建立了适用于组合工艺(环管+流化床)串联反应器的质量模型。模型变量包括聚合温度、氢气/单体比、共聚单体/单体比，质量指标包括熔融指数、乙烯含量、密度等。利用Spheripol王艺的实际生产数据对模型参数进行回归后，模型模拟结果与实际生产的对比表明，这些模型均有较好的预测效果，且适用于Spheripol工艺的三类产品(均聚、无规、抗冲)共七种牌号，为工业软测量的实现奠定了基础。　　 (2)Spheripol聚丙烯工艺牌号切换优化　　 针对Spheripol工艺，基于质量模型，在控制聚合物的熔融指数和乙烯含量的目标下，建立了牌号切换优化模型数，分别考察了Spheriopol工艺中三个反应器中温度、氢烯比、乙烯/丙烯比对切换过程的影响，获得了各操作变量的优化轨迹和策略。优化结果表明，组合工艺各串联反应器由于在产量中所占比重的差异，牌号切换中其变量过调的幅度也不尽相同；熔融指数的过调主要依靠第一环管的氢气/丙烯比；当存在两个质量指标时，必须保证两者同时优化才能得到切换时间最短；熔融指数可以通过前两个环管反应器来调节，而流化床反应器主要调节乙烯含量指标，以得到最短切换时间。　　 (3)聚丙烯中乙烯含量的在线检测　　 为弥补现有检测方法的不足，本文提出可利用拉曼光谱检测速度快、准确度高、无损样品的特点，对聚丙烯中的乙烯含量进行快速、准确的检测。结合PLS方法，对聚丙烯中的乙烯含量进行了研究。对比了PE和PP不同谱段内拉曼光谱的差异，并据此建立了若干乙烯含量的预测模型，均取得了较为理想的检测结果。考察第一项PLS成分，发现其载荷分布能够反映PP的分子结构与乙烯含量间的关系，即乙烯含量与CH2基团的数量成正相关，而与CH3基团、CH基团和C-C键的数量成负相关。将拉曼光谱与近红外光谱的检测结果进行对比，发现拉曼光谱的检测误差略高，但仍具有较高的准确性，乙烯含量预测值与真实值间的r，ARE和RMSE值分别为0.984，4.63％和0.586。　　 (4)高抗冲共聚新产品SP179的开发　　 应用牌号切换模型和质量模型，指导了高抗冲共聚聚丙烯SP179的牌号切换和技术开发工作。实现了牌号切换时间短、生产的过渡料少、产品质量稳定的目标。并通过工艺条件的优化和催化剂的筛选，确定了生产SP179的工艺条件并实现了SP179的规模化生产。批量投放市场，取得了良好的经济效益和社会效益。论文中采用高温凝胶色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)、熔融指数仪、红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)、扫描电镜(SEM)、动态力学性能分析(DMA)、流变学行为、可漆性等分析技术，研究了产品的结构和性能，对比了其与国外同水平的聚丙烯牌号AW191结构和性能的差异。结果发现，尽管SP179与新加坡进口保险杠专用树脂AW191聚合工艺不同，但它们物性相近，结构相似，加工性能一致，且均具有良好的可喷涂性能，表明，SP179可替代AW191用于改性制备保险杠专用料。　　 (5)透明无规共聚聚丙烯产品EP2X32G的开发　　 基于牌号切换模型和质量模型，指导了可用于医疗器械、食品包装、餐饮器皿的透明无规聚丙烯EP2X32G的开发。实现了牌号切换时间短、生产的过渡料少、产品质量稳定的目标。并通过工艺条件的优化，确定了生产EP2X32G的工艺条件并实现了EP2X32G的批量化生产。论文采用高温凝胶色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)、核磁共振等技术分析了产品的分子结构特点，并考察了产品的拉伸性能、冲击性能、弯曲性能、负荷变形温度、熔体质量流动速率和雾度等性能。结果发现，丙烯-乙烯无规共聚聚丙烯EP2X32G，乙烯含量在3%左右，具有较好的透明性和流动性，冲击强度较高，同时批次稳定性较好。采用二(3，4-二甲基苯亚甲基)山梨醇类成核剂即第三代山梨醇DMDBS、抗氧剂168、抗氧剂1010、CaSt、GMS的配方法体系可以成功生产用于医疗器械、食品包装、餐饮器皿的透明无规聚丙烯EP2X32G。