近年来，聚丙烯工业有了飞速的发展，聚丙烯产品逐渐成为世界合成树脂中发展最快，品种开发最活跃、应用范围最广的品种之一。丙烯聚合属于非均相阴离子配位反应，其反应机理非常复杂，加之聚丙烯生产工艺多种多样，如何建立聚合反应过程的数学模型，并实现聚合过程的计算机仿真是进行聚丙烯生产过程优化和控制的基础。本文针对海蒙特公司的Spheriol工艺，深入分析了聚丙烯反应机理和工艺过程，探讨了催化剂、助催化剂、单体浓度和氢气浓度等对于聚合反应速率的影响，给出了聚合反应速率、各组分密度等相关物性的计算方法。基于聚合反应过程的物料平衡、能量平衡和化学平衡等，建立了聚丙烯连续环管反应器稳态数学模型，模型的仿真计算过程采用了四阶龙格-库塔法。针对某工业装置的实际操作数据，给出了浆液中氢气浓度、丙烯单体浓度、催化剂浓度、固含率、浆液温度以及夹套水温度等沿环管分布情况的仿真结果。为满足市场的需要，工业聚丙烯装置需要经常切换产品牌号。牌号切换过程的控制与优化在很大程度上依赖于聚合过程动态数学模型。论文在聚丙烯环管反应器稳态模型的基础上，进一步建立了该反应器的动态数学模型，模型的求解过程采用有限元正交配置法。仿真计算给出了浆液浓度、浆液中氢气含量、固含率、丙烯单体的浓度、反应器内浆液温度、夹套水温度的动态响应。在此基础上，分析了操作条件变化对整个反应器的影响。聚丙烯颗粒的熔融指数是衡量聚丙烯品质的一个常用指标，但熔融指数难以在线测量。目前熔融指数主要以化验分析方式检测，化验周期通常在两个小时以上，对于聚丙烯产品质量控制而言缺乏及时性。论文在分析聚合过程中各组分对熔融指数影响的基础上提出了熔融指数的在线计算模型，对聚丙烯产品质量控制具有指导意义。