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本研究以重油催化裂化为背景，以工业标定数据为依据，结合Monte Carlo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、硫、氮、饱和分、芳香分、胶质沥青质、残炭含量及分子量进行了模拟。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，结果表明，模拟生成的分子能很好地反映重油催化裂化原料油的特性。
在深入研究重油催化裂化反应机理基础上，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76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。Monte Carlo方法建立了分子尺度重油催化裂化反应动力学模型。模拟结果表明，干气和焦炭的模拟效果较好，模拟得到的汽油随反应深度的变化趋势与文献吻合，而汽油和轻重油的模拟效果则较差，在反应网络的建立、反应概率的确定、反应规则制定等方面还有待进一步完善。研究成果对于提升重油催化裂化工艺技术水平具有重要的指导意义。