在当前的聚丙烯（PP）生产领域，根据聚合方法的不同，主要工艺可以分为溶液法、淤浆法、本体法、气相法以及本体法-气相法组合工艺这五大类。每种工艺都有其独特的特点和应用领域，例如，BP公司的Innovene工艺、Chisso公司的气相法工艺、Dow公司的Unipol工艺、Novolene气相工艺、Sumitomo气相工艺、Basell的本体法工艺、三井公司的Hypol工艺和Borealis公司的Borstar工艺等。
PP的分子结构
在各种聚丙烯生产工艺中，淤浆法（Slurry Process）是最早采用的技术之一，也被称为浆液法或溶剂法。这一工艺自1957年开始工业化，到20世纪80年代末期，在长达30年的时间里，它都是主要的PP生产工艺。代表性的淤浆法工艺包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。早期这些工艺基于第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器进行反应，并需要进行脱灰和脱无规物的步骤。尽管传统的淤浆法工艺近年来在生产中比例有所减少，但它依然在高价值领域中发挥作用，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜及高强度管材等。随着时间的推移，改进后的淤浆法工艺采用了第二代催化剂，不再需要催化剂脱灰步骤，并减少了无规聚合物的产生，使其能够生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物等多种产品。当前，全球淤浆法PP的生产能力大约占全球总生产能力的13%。
溶液法工艺由Eastman公司开发，是一种早期用于生产结晶PP的技术。该工艺使用锂化合物（如氢化锂铝）作为催化剂，以适应高溶液聚合温度。通过连续添加催化剂、单体和溶剂到聚合反应器中，未反应的单体通过减压分离。额外加入的溶剂可以降低溶液的粘度，并过滤去除残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器浓缩，最终通过挤压机形成固体聚合物。这些固体聚合物通过庚烷或类似的烃进行进一步提纯，从而去除无定形聚丙烯。尽管溶液法工艺复杂且成本较高，且由于高温催化剂的使用使得其应用范围受限，目前已不再用于生产结晶PP。
本体法工艺的研发始于20世纪60年代，美国Dart公司于1964年建成了首套工业化本体法PP生产装置。随后，日本住友、Phillips、美国EI Psao等公司在1970年后实现了液相本体聚丙烯工艺的工业化。与使用溶剂的浆液法不同，本体法通过液相丙烯聚合，无需惰性溶剂，单体浓度高、聚合速率快、催化剂活性高，能有效提高反应转化率和生产效率，且设备简单、生产成本低、环境影响小。本体法的主要不足在于需要将反应气体气化、冷凝后再循环，并且高压液态烃物料存在潜在危险。反应器中的乙烯浓度不能过高，否则会形成气相，影响操作及共聚物中乙烯含量。
本体法的工艺路线主要分为釜式反应器和环管反应器两类。釜式反应器通过液体蒸发潜热去除反应热，大部分气体经过循环冷凝返回反应器，未冷凝气体经压缩机升压后回到反应器。环管反应器则利用轴流泵使浆液高速循环，通过夹套冷却散热，传热效果好，单位体积产率高，能耗低。
本体法工艺又可分为间歇式和连续式两种：
（a）间歇本体法工艺。该工艺是我国自主研发的技术，具有工艺可靠、对原料丙烯质量要求不高、催化剂国内可得、流程简单、投资省、操作简便、产品转换灵活、废料少等优点。其生产规模较小，难以实现规模效益；手工操作较多，自动化水平低，产品质量不稳定；原料消耗高；产品种类和档次有限。目前，这种方法在中国的PP生产能力约占全国总生产能力的24%。
（b）连续本体法工艺。此工艺包括美国Rexall、Phillips及日本Sumitimo等公司开发的技术。
（1）Rexall工艺。由美国Rexall公司开发的Rexall本体聚合工艺介于溶剂法和本体法之间，使用丙烷含量为10%-30%的液态丙烯进行聚合。此工艺采用立式搅拌反应器，脱灰时使用己烷和异丙醇的混合物简化精馏步骤，将催化剂残余和无规PP一起溶解。后来，与El Paso公司合作开发的“液池工艺”进一步简化了工艺流程，取消了脱灰步骤。该工艺采用高纯度的液相丙烯和HY-HS高效催化剂，具有高效的反应器夹套和顶部冷凝器用于散热，产品质量均一。
（2）Phillips工艺。由美国Phillips石油公司在20世纪60年代开发，采用独特的环管式反应器，这种反应器结构简单，但具有高传热面积、总传热系数高、流速快、混合良好、产品转换迅速等优点。这种工艺适合生产各种熔体流动速率的聚合物及无规聚合物。
（3）Sumitimo工艺。由日本Sumitimo化学公司于1974年开发，该工艺与Rexene本体法相似，但包括除去无规物和催化剂残余物的额外措施，能生产超聚合物，适用于电气和医学用途。Sumitimo工艺使用SCC络合催化剂，液相丙烯在50-80℃、3.0MPa下聚合，具有较高的反应速率和等规指数，产品刚性高、热稳定性好、耐油和电气性能优越。
气相法PP工艺的研发始于20世纪60年代。1967年，BASF公司在Ludwigshafen建立了首套气相聚丙烯工艺中试装置。1969年，BASF和Shell合资的ROW公司在德国Wesseling建成了全球首套气相PP工业装置，命名为Novolen工艺。1970年代，美国Amoco公司开发了卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初，UCC公司将气相流化床Unipol PE工艺用于PP生产，推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本Sumitomo公司也开发了气相流化床的气相法工艺。目前，气相法PP生产工艺主要包括BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。
本体法-气相法组合工艺包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。
（a）Spheripol工艺。由巴塞尔（Basell）公司开发，自1982年首次工业化以来，成为应用最广泛的PP生产工艺之一。Spheripol工艺结合了液相预聚合同液相均聚和气相共聚的技术，采用高效催化剂，生产的PP粉料呈圆球形，颗粒均匀，可调节粒度，适合生产各种产品。其优点包括：
（1）反应器时-空产率极高（可达400kg PP/h.m3），容积小，投资成本低。
（2）反应器结构简洁，材质要求不高，可使用低温碳钢，设计和制造简单，管径小（DN500或DN600），即使在较高压力下，管壁依然较薄。
（3）带夹套的反应器直腿部分可用作反应器框架支柱，降低了整体投资。
（4）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换速度快，过渡料少。
（5）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，热传递效果良好。冷却夹套能有效散热，单位体积的传热面积和传热系数都很高，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）。
（6）反应器内的浆液由轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，确保了聚合物淤浆的均匀搅拌，催化剂分布均匀，反应条件易于精确控制，产品质量稳定，避免热点形成，且粘壁现象少。轴流泵的能耗也较低。
（7）反应器内的聚合物浆液浓度高（质量分数超过50%），单位体积的单程转化率高，均聚丙烯的单程转化率达到50%-60%。