随着国内炼化一体化进程的加深,丙烯的利用成为炼厂、石化产生效益的关键。聚丙烯市场基础牌号已经趋于饱和,高端牌号聚丙烯产品市场尚有开发空间,价格显著优于基础牌号。间歇本体法聚丙烯装置采用间歇批次操作,可以灵活的切换产品方案,相对于其他连续法工艺,在高端牌号生产方面具有天然优势。并且批次催化剂用量小,可以生产多种高附加值的聚丙烯产品,但该工艺尚存在产品批次稳定性差的问题,因此对该工艺进行工艺研究具有重大意义。基于Aspen Polymer Plus平台上建立间歇本体法聚丙烯工艺流程模型,结合工业数据微调反应动力学数据,得到可以反映真实聚合情况的反应器模型。根据工艺流程特性,使用闪蒸罐、冷凝器等模块对丙烯高压回收、低压回收过程进行建模,模拟结果与实际情况偏差小于5%,可以用于指导工业实际生产和模型预测。基于搭建的模型对反应过程可能对产品性能产生影响的工艺参数进行灵敏度分析,结果表明,聚合温度和氢气加入量可以显著的影响聚合产品分子量分布,随聚合温度升高、氢气加入量增加,产物重均分子量显著下降;升温时间对反应过程参数影响不大,升温时间增加,产物重均分子量轻微上升。催化剂和反应温度可以显著的加快反应速率,缩短反应时间。根据反应过程工艺参数对聚合产物影响的分析,对聚合过程可能对生产聚丙烯产品性质产生波动的工艺操作进行排查,认为造成产品批次稳定性差的主要原因是高压回收丙烯中溶解的氢气无法计量和反应放热峰值时温度不可控。针对高压回收丙烯中溶解氢气无法计量的问题,提出基于相平衡的丙烯浓度软测量模型,利用高压回收丙烯储罐中丙烯与氢气处于相平衡的特性,通过储罐温度、压力计算溶氢量,提高氢气预测浓度精度66.7%,减少生产期间牌号重均分子量偏差80%。恒温阶段难以控制的根源在于聚合釜设计采用基于平均聚合热的经验规则设计,难以响应峰值放热量以及反应后期聚丙烯颗粒导致换热效率下降的问题。为解决反应过程撤热问题提出基于反应模型放热峰值的设计方案,在同一工况下,基于反应模型放热峰值的设计所需换热面积比基于平均聚合热经验规则的换热面积多108%,针对已有聚合釜反应撤热困难的问题,提出丙烯外循环的取热工艺,对比分析气相外循环工艺以及原夹套取热技术经济,认为丙烯气相外循环更加适合该工艺的高效取热,该工艺仅增加气相冷凝器和不凝气压缩机两台设备以及0.12 KW·h/批次电功,降低循环水泵功耗80.0%。