现代流程工业装置规模日益大型化、集成优化及管控一体化,要求流程工业仿真模拟必须在统一的框架内考虑粒度和尺度不同的数学模型。流程工业各个层次模型巨大的空间尺度和时间尺度差异,使得目前仿真模拟中至关重要的课题是开展多分辨率建模技术研究。本文针对石化过程复杂特性,研究了多分辨率建模技术在常减压装置上的应用。在建立常减压有组分模型和无组分模型的基础上,提出并研究了动态模型的聚合解聚问题,并从不同层次上研究了多分辨率模型之间的一致性,定义并计算了I/O层、状态层和过程一致性。本文的主要研究内容和取得的成果体现在以下几个方面:课题针对某石化企业500万吨/年常减压装置,运用机理分析的方法,建立常减压装置各个子系统的动态数学模型,利用石油产品实沸点数据将原油切割为一定数目的虚拟组分,并通过化学工艺计算得到各虚拟组分饱和蒸汽压,进而求出其汽液平衡常数,并通过最小二乘法拟合求得各虚拟组分的汽液相焓值计算公式。与经验公式相结合,得到由物料平衡和热量平衡方程建立的无组分动态数学模型以及以MESH方程建立的组分数学模型。本文首先在分析复杂系统仿真对模型的具体要求,以及传统建模方法所存在局限性的基础上,论述了多分辨率建模的优越性,并对多分辨率建模的特点、模型的多粒度分析、聚合/解聚、以及平滑一致性转换等多分辨率建模的基本概念进行了深入讨论。然后,文章结合常压塔精馏特点,介绍了选择聚合变量的方法,进而提出了对微分方程系统进行模型聚合的方法。并且应用该方法对同一层塔板上的多个组分微分方程进行聚合,然后对聚合模型进行分析,得到聚合模型的稳定状态。通过模型的聚合缩减了模型的规模,给系统的分析和研究带来了方便,但是聚合模型毕竟不是原模型的拷贝,所以聚合模型中表现出同原模型不同的行为特征。论文从不同层次研究了多分辨率模型阶跃响应的一致性,定义并计算了I/O层、状态层和过程的一致性。