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本研究以我国首个完全拥有自主知识产权的炼油工艺—催化裂解(DCC)为背景，以工业标定数据为依据，结合MonteCarlo方法和结构导向集总中对分子的表述方法将原料油转化为代表N=1000～10000个分子的矩阵，并对每套分子中的碳、氢、饱和分、芳香分、胶质沥青质含量进行了模拟。本研究采用C++Builder可视化汇编语言及运用模拟退火方法进行优化，在程序运行效率及易用性上有了显著性的进步，结果表明，模拟生成的分子能很好地反映催化裂解原料油的特性。
在深入研究催化裂解反应机理基础上，本研究借鉴结构导向集总对分子尺度反应的描述方法编制了79条反应规则，以原料油模拟产生的分子矩阵作为反应物分子，并运用MonteCarlo方法建立了分子尺度催化裂解反应动力学模型。模拟结果表明，产物分布和汽油组成的计算值都能较好地与标定数据相吻合，且虚拟分子数增加可以提高反应模拟精确度。采用工况—1模拟生成的7000个原料分子矩阵为代表，考察了反应温度、剂油比、空速对主要产品产率的影响。预测结果表明，产品产率较好地符合实际装置中产率的变化趋势，这进一步说明本研究建立的催化裂解过程分子尺度反应动力学模型具有良好的外推性。研究成果对于提升催化裂解工艺技术水平和复杂反应体系的分子反应动力学模型研究具有重要的指导意义。