本论文的研究目标在于建立一套催化裂化反应—再生系统的数学模型并以适度规模的模型实现计算机软件，由此计算表征原料油品的组成和性质、模拟催化裂化和催化剂再生反应、预测产物油品产品分布情况、分析反应器流场动量、能量、质量传递特性等，本研究在下述几个方面进行了工作： 一 对原料及产品的表征问题 在大量研究催化裂化原料及产物油品的宏观性质及其微观烃类组成情况的基础上，本文首次提出了特征组分(特征单体烃)的概念，特征组分概念的引入克服了前人在催化裂化研究中使用通常意义虚拟组分时组分与化学反应机理相脱节的问题。 本文依据实际催化裂化过程的分析指标提出了较为可行的特征组分切割算法，以此作为对催化裂化反应物及产品的表征基础和动力学计算基础。 本文给出了实际催化裂化过程原料油及柴油产品的特征组分切割计算示例，结果表明特征组分切割法能适用较宽范围的烃类原料及产品混合物计算。 二 反应动力学及其模型化问题 在以特征组分(特征单体烃)为基本元素的催化裂化反应过程中，反应机理可按普遍接受的正碳离子理论进行研究，构造了相应的催化裂化过程特征组分反应动力学网络及反应动力学模型。 特征组分催化裂化反应动力学常数的确定在众多组分参加不同类型反应的复杂反应系统中是一个十分棘手的问题，本文在充分利用前人研究资料及数据的基础上，结合理论分析，首次提出并构造了通用性较好的逻辑函数型反应动力学常数模型，在缺乏实验数据的条件下较好地解决了反应动力学常数函数模型参数估值问题，模型合理性优于前人工作，计算精度高于前人模型。 当然如果在进一步研究中将本文提出的催化裂化反应动力学常数模型参数估值建立在实验基础之上，其精度会进一步提高。 三 反应—再生系统的传递问题研究 在前人有关流场计算的基础上，结合催化裂化反应系统进行了研究。重点讨论了问题规模及计算机实现问题，提出了“实带宽”概念用于有效存贮流场计算矩阵，既提高了程序的通用性，又在存贮容量及计算时间上做了大量节约。对气—固两相反应的提升管反应器给出了特征组分基础上的简化流场计算模型；再生器流场计算选择流化床理论中的鼓泡床模型。