材料、能源、汽车等衍生产业的快速发展,促进了对化工产业基石物质——乙烯需求的增长。在乙烯制取中,蒸汽热裂解法是最成熟、最广泛采用的技术之一,以管式裂解炉为装置,可裂解气态液态原料。对原料裂解制乙烯过程进行模拟,包括反应动力学模型与工艺模型的建立,前者是建模的重点。从上世纪始有大批的研究,对成果中兼具精度与易操作性的分子反应模型,以1985年Kumar模型的应用效果最好。根据Kumar与Kunzru的实验分析,模型中的二次反应结构及参数独立于进料油品,一次反应的产物选择性系数及动力学参数均需依照组成不同的油品进行优化,尤其是前者,受油品性质影响很大,又对产物收率影响重大。本文着眼于Kumar模型的应用拓展,应用混沌优化算法来调整动力学模型的参数,该方法不仅结构简单、编程较容易实现、收敛速度较快,且建模精度较高。同时通过对19种石脑油的建模实验,实现了一次反应式的原子守恒关系与产物收率误差最小化的双重目标,并考虑了动力学参数,即反应活化能与频率因子的微小调整。将二次规划-混沌粒子群综合算法用于模型参数的优化,同样取得了较理想的结果。此综合算法将粒子群算法用于参数的全局搜索,二次规划用于局部搜索,加入混沌映射,保证了粒子的多样性,避免算法陷入局部最小值。混沌粒子群与混沌优化算法各具优势,均可用于调整参数来实现相对准确的乙烯裂解机理建模,使Kumar模型可拓展到不同的石脑油进料。最后,开发了裂解建模软件,具有操作便利、直观形象、拓展性较好等优点,可对不同石脑油、不同类型两程炉子进行乙烯裂解建模,进一步拓宽了Kumar模型的应用范围。此外,对蒙特卡罗预测新油品产物收率做了基本的研究与实验。