计算机建模与仿真技术在化工流程开发与成本评估中一直起着举足轻重的作用。流程仿真软件作为化学品生产流程开发的重要设计工具,由不同功能的软件模块构成。由于这些模块的开发者与计算机语言往往存在差异,软件模块间协同高效的工作成为流程仿真的重要保证。随着系统工程学科的发展与化工生产过程工艺的日渐成熟,增强过程建模环境(PME)的开放性与过程建模组件(PMC)互操作性已成为过程模拟与优化的发展趋势。CAPE-OPEN标准在组件化技术与接口标准化上进行创新,使得不同来源的软件组件能够在同一平台架构下进行集成,通过开放接口实现模块的“择优使用”,大大提高了流程模拟的效率。目前该标准已经得到了主流过程模拟软件供应商及科研机构的认可与广泛应用。本文着眼于开放架构的流程仿真组件建模,对精对苯二甲酸(Purified Terephthalic Acid, PTA)生产过程核心模型对二甲苯(P-Xylene)氧化反应器进行重构使之兼容CAPE-OPEN标准,将模拟平台按功能划分为独立的组件,并分别实现该模型与各过程建模组件间的通信接口。为进一步开发具有自主创新性的开放架构生产模拟平台奠定了基础。全文主要研究内容及创新点如下：1.总结PTA生产流程氧化工段核心模型对二甲苯氧化反应器的机理,以中间件形式(DLL动态链接库文件)封装反应器模型核心的动力学机理参数,只对用户开放操作参数,实现了关键模型参数的灵活开放与保密；2.建立核心反应器的简化数学模型,并对该模型进行了自由度分析；基于氧化反应器数学模型不同方程子集与流程模拟独立软件模块构成,提出了开放架构过程仿真软架环境框架,并根据序贯与联立方程两种不同的仿真模式实现与模拟环境的交互接口；3.在开放架构仿真平台Aspen Plus仿真环境中,基于大量现场实时生产数据,在仿真规模从模块级扩展至流程级,范围从单个工况点至大范围工况变动的条件下,设计完整且严密的方案测试氧化反应器模型机理准确性,为机理建模验证提供了全新的思路；4.将氧化反应器模型用于PTA生产实际,部署了开放架构的仿真平台用于现场在线产品质量与产量预测并在此基础上将反应器模型应用至PTA生产监控与优化系统。对流程模拟结果准确性与模拟求解过程进行分析与研究,提高了算法求解组件的效率。最后,在全文工作进行了总结的基础上,提出了后续工作的开展路线。