化工以及石化生产涉及的原料、辅助原料、中间产品、产品等大多易燃、易爆、有毒、有害；化工生产过程大多连续性强、工艺复杂、设备管线阀门繁多，稍有不慎就有可能发生事故，破坏性很大。因此安全问题对于化工生产至关重要。目前，随着化工市场的全球化，导致产品需求及原料供应随市场的变化而变化。因此化工加工过程需要满足这些不确定性变化的要求；此外，化工工业的许多设备、装置的一些物理性质也随着时间的推移而发生变化，将有可能引起化工系统运行不稳定，导致产品不合格，甚至引起一些安全事故。为此需要系统具有一定的柔性，即系统能克服一定范围不确定参数的变化。如何通过不确定参数的研究，提高系统运行的柔性，进而利用动态系统的柔性区域的变化，判定系统运行的状态提升其安全性能是本文的研究重点。 首先，以串连反应过程为例，考察了不确定参数对间歇过程的影响，并通过过程优化与控制系统调节作用的集成策略，分析了控制变量的调节对过程运行系统柔性的影响。从而奠定化工过程系统动态柔性分析的基础，充分说明化工过程动态柔性分析研究具有一定的理论探索价值和实际应用价值。 其次，根据化工过程系统自身的特点以及过程控制变量优化的目标，对具有放热反应的间歇过程进行初始反应条件与反应进行过程中反应温度的优化集成策略，来提高该类反应过程的动态柔性。通过该类问题的分析，对该类系统的柔性分析提出相应的求解策略。并采用所提出的方法对文献所报导的案例进行柔性分析，得到系统的柔性区域具有明显的改善。 然后，针对化工过程系统中纯滞后环节直接影响到化工过程控制系统的性能这一问题展开研究。当系统具有滞后环节时，会使系统广义对象可控程度等指标明显下降，此时的结果将直接影响到动态系统的柔性。针对该现象的存在，本文提出在化工过程动态系统柔性分析的模型中需考虑实际过程中存在的滞后环节，并考察滞后环节对动态系统柔性的影响。对于不具滞后环节的动态系统的柔性分析问题，通常采用有限元正交配置方法进行求解。对具有滞后环节的系统，求解时控制变量的优化值都不能反映滞后所带来的影响。为此，本文对有限元正交配置方法进行改进，将具有滞后环节的动态系统控制变量优化值的求解算法LQR理论嵌入有限元正交配置算法中，从而解决了该问题。并以四个具有滞后环节的典型化工过程为例，对其动态柔性问题进行求解。采用非线性控制系统设计的工具对系统进行模拟，验证具有滞后环节的动态系统柔性分析结果。 最后，针对不确定参数的变化将影响系统运行的状态这一问题，将系统柔性分析的方法应用到化工过程运行状态的监控中。对过程运行系统提出一种简单实用的安全性分析方法；即通过对动态过程的微分代数模型采用离散化处理，实现了过程系统的动态柔性分析问题的求解；同时对离散化模型进行单调性分析，然后将区间传播法应用于离散化模型，从而简化了系统柔性分析的计算；最后根据过程运行系统动态柔性分析的结果，得出过程运行状态是否安全的一种判别方法。