热力学物性计算是化工过程模拟与优化计算的基础,它对于流程的收敛性能和求解结果有着至关重要的影响。依据化工对象建立的机理模型通常都会涉及到流股或是操作单元的物性数据,这些物性参数一般包括了相平衡常数、密度、焓、熵等。在对模型进行模拟计算前,首先要确定精确可靠的物性计算方法。但在实际体系中的物性计算往往比较复杂,可能存在以下难点：①使用联立方程法建模时,某些涉及到条件判断、序贯迭代等过程的物性计算过程破坏了模型的全联立；②使用代理模型模拟时,求解器无法获得迭代点的梯度信息；③大规模过程模型中需要建立数量众多的物性计算模块,建模的成本巨大。针对以上问题,本文的主要研究工作和贡献如下：1、基于Kriging回归方法和LHS采样方法,提出了对热力学物性模型建立代理模型的方法,研究了物性模型输入输出特征并结合Kriging回归方法选择合适的回归模型和参数,使得针对不同的物性体系都能得到精度较好的代理模型。2、为了使得物性代理模型有较好的收敛性,提出了代理模型的梯度模型,通过改写回归模型的解析导数得到代理模型的梯度信息,并传递给建模平台下的求解器,使得加入了物性代理模型的全联立模型依然保持很好的收敛性。3、针对化工对象流股和操作单元众多的情况,提出了基于流股和单元的物性建模方法,可以根据对象物性体系中工况和组成情况快速建立物性代理模型,且满足最大化复用性和相互独立性,降低了建模的成本。4、为了提高建立物性模型的效率,开发了一套自动化程序和外部函数模型,用户可以根据需求完成物性代理模型的参数回归工作并自动生成所需的参数文件,只需将外部函数语句写入原模型中并关联参数文件即可实现物性代理模型的计算。5、针对空气分离过程和乙烯淤浆聚合过程,使用了物性代理模型构建模型中的物性计算部分,克服了原有物性计算方法存在的条件判断、序贯迭代等问题,保证了模型的全联立,通过模拟结果验证了物性计算较好的准确性和收敛性。