世界原油变重的趋势不断加剧,轻烃和石脑油等乙丙烯传统生产原料的短缺日渐严重。重油催化裂解以廉价的重油为原料来生产乙丙烯,不仅能够拓宽乙丙烯生产原料的来源,而且能够缓解快速增长的乙丙烯市场需求,因此倍受关注。本论文系统考察了大庆常压渣油在三种催化剂上的催化裂解性能及其在石英砂上的热裂解性能,进行了催化裂解的特征化研究,提出了催化裂解反应深度函数和原料特征化参数,建立了重油催化裂解五集总动力学模型,并针对大庆常压渣油催化裂解工艺的反应一再生部分进行了概念设计。　　 利用小型固定流化床实验装置,研究了大庆常压渣油在RSCC、CPP和HCC工艺催化剂上的裂解反应规律。确定了大庆常压渣油在三种催化剂上裂解的最佳反应条件。在RSCC和CPP催化剂上裂解的最佳反应条件相同,反应温度650℃左右,剂油比15左右,水油比0.75左右;在HCC催化剂上裂解的最佳反应条件相对较苛刻一些,反应温度为700℃左右,剂油比18左右,水油比0.75左右。　　 大庆常压渣油在RSCC和CPP催化剂上裂解时的丙烯产率较高,而在HCC催化剂上裂解时的乙烯产率较高。RSCC和CPP催化剂促进了大庆常压渣油在低温下的裂解性能,而HCC催化剂促进了大庆常压渣油在高温下的裂解性能。　　 提出了原料特征化参数(PFP)以表征不同原料的裂解的性能。若PFP的值大于15,则原料的裂解性能良好;若PFP的值小于10,则原料的裂解性能差;若PFP的值介于10～15之间,则原料的裂解性能中等。　　 根据原料特征化参数和催化裂解反应深度函数建立一个可以预测不同原料催化裂解产品产率的关联模型,求取了关联模型的多项式系数。该关联模型具有较好的计算准确度,乙烯、丙烯、丁烯和总低碳烯烃产率的计算相对平均误差分别为6.0%、4.6%、6.6%和3.8%。　　 在对重油催化裂解反应网络进行深入分析的基础上,建立了重油催化裂解五集总动力学模型,推导出了各集总组分在反应器出口处的浓度表达式,给出了一种用于求取集总模型参数的简单方法。针对大庆常压渣油在HCC催化剂上裂解反应的实验数据,计算求取了五集总模型的反应速率常数、指前因子和活化能。　　 对大庆常压渣油RSCC工艺的反应—再生部分进行了概念设计,确定了产品分布和性质,分析了工程上需重点解决的问题,确定了反应—再生系统的主要工艺操作条件,分析了反应—再生系统的主要改造内容、反应—再生部分的工艺流程以及反应器和再生器的压力平衡,提出了可采用的几项新技术,解释了新设计的主要工艺设备的结构、工作原理、工艺条件和设备投资等,给出了反应一再生系统主要工艺设备的规格,并提出对现有DCC装置的改造建议。