针对非均相催化剂催化的丁二烯气相聚合，提出了改进的聚合动力学机理，基于聚合物多层模型，并同时考虑了催化剂颗粒间初始活性位浓度分布和催化剂颗粒粒径分布对聚合产物分子量分布和颗粒粒径分布的影响，建立了可用于描述丁二烯气相聚合过程的产物分子量分布和颗粒粒径分布的数学模型。根据聚合动力学实验数据，拟合得到了模型参数。在此基础上，模拟了反应温度、催化剂颗粒间初始活性位浓度分布和催化剂颗粒粒径分布对聚合产物平均分子量、分子量分布和聚合物颗粒粒径分布的影响。本文提出的模型模拟结果与实验结果吻合较好。 模拟结果表明，催化剂平均粒径大小对聚合产物平均分子量和分子量分布有一定程度的影响。而催化剂颗粒分散程度对聚合产物平均分子量和分子量分布的影响是不明显的。随着催化剂平均粒径变大，聚合物分子量变小，聚合物分子量分布变宽。随温度升高，聚合产物的平均分子量变小，分子量分散指数变大，但40℃和50℃间变化很小。 对聚合物颗粒粒径分布的模拟结果表明，不存在催化剂颗粒粒径分布和聚合物颗粒粒径分布间的复制现象。随着温度升高，聚合产物颗粒粒径分布变窄，平均粒径变小。 模拟结果还表明，催化剂颗粒间的活性组分负载越均匀，聚合产物平均分子量越大，分子量分布和聚合物颗粒粒径分布越窄。 本文提出的模型可用于预测丁二烯气相聚合产物的分子量、分子量分布和产物粒径分布，其建模思想对烯烃气相聚合产物分子量分布及粒径分布的建模也具重要参考价值。