聚合物分子量分布决定了聚合物的加工性能及使用性能,是聚乙烯生产过程中极其重要的质量指标,因此,通过模拟乙烯聚合反应过程来计算聚乙烯动态分子量分布并基于聚乙烯动态分子量分布来优化操作条件具有非常重要的意义。本文以乙烯淤浆聚合过程动态模型为基础,通过模型分解和变量解耦序贯法求解聚乙烯动态分子量分布,并以分子量分布为质量指标,优化乙烯聚合工艺牌号切换过程。本文的主要研究内容和成果包括以下三个方面：(1)由于聚乙烯分子量分布的维度非常大,可达到105数量级,在现有的计算机硬件条件下,直接联立求解聚乙烯动态分子量分布的机理模型是不可行的。本文首先以乙烯淤浆聚合模型为基础,将其分解为小规模微分代数方程组矩模型和大规模常微分方程组粒数衡算模型,前者通过矩变量代替各个链长下的聚合物分子量分布浓度信息,能有效的降低模型的规模使其可以直接求解,后者就是各链长下的聚乙烯分子量分布模型,模型规模等于聚乙烯分子量分布的维度,可达到105数量级。对于大规模常微分方程组粒数衡算模型,使用后向差分方法,将该模型差分化,利用小规模微分代数方程组矩模型得到的所有参数变量在时间离散点上的数值代入该差分方程,得到关于活性链及死聚物的差分方程组,分析模型结构,采用变量解耦序贯法模拟计算得到聚乙烯的动态分子量分布。(2)针对聚乙烯动态分子量分布求解过程中的大规模常微分方程组粒数衡算模型的求解,本文在多核平台下应用多线程技术对变量解耦序贯法进行并行处理,并行方法的结果与串行的变量解耦序贯法相比,计算精度一致,计算速度有显著提升。进一步,针对优化计算的需求,将聚乙烯动态分子量分布对操作条件变量的一阶导数推导计算也进行并行化处理,实现了导函数的并行计算,可显著节省优化过程中的迭代运行时间。(3)以聚乙烯分子量分布曲线为质量指标优化乙烯生产过程中的牌号切换时间,在满足切换要求的前提下减小切换时间可以减少过渡料的产生,对工业生产过程具有重要意义。本文采用两层结构优化方法,内层以氢气分段阶跃进料量为优化变量,以切换后的分子量分布曲线为优化目标,外层逐步缩减氢气分段阶跃进料的时间。优化能够得到在较低分段阶跃时间下满足牌号切换后的产物分子量分布曲线的氢气进料策略,可以有效地减小生产过程中的牌号切换时间。优化得到的分子量分布曲线与目标曲线在全链长范围内的相对误差在3%以内,切换时间可减少30%以上。