美国Lyondell Basell公司开发的Spherizone工艺技术是目前最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。在该工艺中,采用多区循环反应器代替原有工艺中的环管反应器,通过在单反应器内构建多个不同的反应区,实现了产品的高性能化。然而,在多区循环反应器中,颗粒与颗粒以及颗粒与壁面间存在剧烈的摩擦碰撞,大量静电荷在颗粒表面快速产生并积累,极易导致颗粒粘壁、结块甚至非正常停车。静电已成为循环流化床中不可忽略的一个问题。在现有工艺路线中,由于对静电现象缺乏了解,往往只能通过添加过量的抗静电剂来缓解静电问题。但是,用于聚合过程的抗静电剂往往是聚合催化剂的“毒物”,添加过量抗静电剂将不可避免地影响到聚合体系中催化剂的活性,过量添加抗静电剂的影响甚至会延续到后续的处理环节,导致产品质量下降。因此,对聚丙烯多区循环反应器中的静电分布、检测方法、以及消电策略进行研究,对提升该工艺的运行稳定性、实现过程强化具有重要意义。本论文正是围绕上述问题,在快速流态化和密相气力输送两种流型下,揭示了提升段内荷质比和静电势分布与颗粒流型的依存关系;剖析了多区循环反应器静电势信号的主要来源,并由此建立了接触静电势信号的预测模型;探究了注入位置和注入量对抗静电剂消电效果的影响,揭示了抗静电剂的作用机理。具体内容如下:1.通过压降检测、荷质比检测和静电势检测,发现了聚丙烯多区循环反应器提升段中颗粒荷质比与接触/感应静电势在极性上的不对应性,以及接触/感应静电势的轴向分布对流型的依赖性。结果表明,在本文研究的气速条件下,颗粒荷质比始终为负,但是接触/感应静电势的极性受操作条件和检测位置的双重影响。在气速较低的快速流态化流型下,底部密相区域的静电势为负,随着轴向高度的增加逐渐变为正;在气速较高的气力输送流型下,静电势均为正,沿轴向高度变化不大。将静电势大小在稀相和浓相间的突变特性推广到下降段,建立了一种基于静电势的下降段料位在线检测新方法,检测值与实际值的相对偏差小于5%。2.明确了多区循环反应器提升段中静电势信号的来源由四部分组成,分别为壁感应、颗粒感应、颗粒-探头电荷转移、颗粒-探头接触荷电。在此基础上以电容模型为基础,推导得到了接触静电势的预测模型,并拟合得到了相应的模型参数。结果表明,感应静电势只受比感应和颗粒感应的影响,而接触静电势受所有来源的影响;荷电颗粒和荷电壁面对接触静电势的影响不仅仅体现在感应静电信号的大小,还会通过环境电场影响颗粒和接触式静电探头的接触荷电过程,考虑了上述影响的模型方程的拟合效果更佳。此外,从拟合结果也可以看出,在稀相气固体系中颗粒整体对静电势检测结果的影响主要由颗粒浓度决定,而颗粒荷质比的影响较小。3.考察了不同操作条件下Atmer-163注入位置和注入量对多区循环反应器静电的影响规律,揭示了 Atmer-163通过粘附在颗粒表面、引发正电荷、中和颗粒表面负电荷从而实现消电的静电调控机理。结果表明,随着Atmer-163注入量的增加,循环流化床内的颗粒静电逐渐由负电变为零静电,再逐渐转变为正静电;在颗粒浓度较高的区域注入抗静电剂有利于提升抗静电剂的作用效果,减少抗静电剂的添加量;相对于高气速条件（气力输送流型）,由于低气速条件下（快速流态化）的颗粒浓度高,因此达到消电效果所需的抗静电剂量更少。在本文的实验条件下,当抗静电剂从提升段底部注入时,以消除静电（颗粒荷质比变为0、不发生极性反转）为目的,7.42m/s气速下的最佳注入量约为100ppm,5.68m/s气速下的最佳注入量为37.5～50 ppm。