在科学技术日益蓬勃发展的今天,化学工业作为国民经济支柱产业之一的地位也日渐重要。但是化工过程本身原理复杂,模型结构以及参数难以获取,反应具有非线性,时变性等特点,而且部分过程数据无法通过传感器准确的在线获取。这一系列原因使得化工过程建模成为工业生产过程的一个瓶颈。因此,如何提高化工模型的精度和可推广性已成为化学工业生产领域的一个重点和难点。这对于提高化工生产效率,增加生产过程的安全性,减少原材料损耗,提高企业的核心竞争力都有十分重要的意义。本文针对化工反应过程,提出一种新的基于结构分解和参数分离的灰箱建模方法。化学反应器是化工生产过程中的关键设备,论文研究针对连续搅拌釜式反应器(CSTR)展开。许多CSTR都具有以下特点：其反应机理已知,可通过物料守恒和热量守恒方程及Arrhenius方程描述,但其中重要参数各异且未知。建立CSTR模型,应当充分利用上述特点,构成模型的结构框架,并在辨识模型参数时,保留其中已知参数,只对未知参数辨识。总之,所提方法尽最大可能利用系统的先验知识,提升了模型的可靠性和精度。论文首先以一个较简单的CSTR(只含一种反应速率)研究建模方法,然后扩展到较复杂的(具有多个反应速率)CSTR反应过程,最后探讨了使用该方法建立聚合反应过程分子量分布数学模型的途径。仿真研究结果表明,所提方法具有可行性,建立的结构逼近灰箱模型具有较高的可靠性,在与某些灰箱建模方法的比较中,显示出更好的泛化能力和精度。