乙烯的生产水平是衡量一个国家或地区石油化工发展的重要标志，乙烯生产的规模、成本、产品质量等对整个石油化工行业发展起决定作用。作为乙烯生产的核心工艺，乙烯裂解过程是乙烯工业关键技术之一，其能耗占整个乙烯生产过程能耗的70％左右，因此降低乙烯裂解能耗意义重大，但目前国内外并没有一种切实可行的能量分析方法或策略从理论上对乙烯裂解过程进行有效的用能分析和评价。 本论文以典型的石脑油裂解制乙烯过程为背景，以过程系统的三环节能量流结构为基础，研究同时包含能量利用和能量转换两个环节的乙烯裂解过程的用能特点。重点对乙烯裂解过程进行能量分析和火用分析，研究乙烯裂解过程燃料燃烧—裂解反应—发生蒸汽—预热原料等的能量转换和利用过程的能级—热量（ε—Q）图，从过程火用损分布揭示乙烯裂解过程中能量利用的薄弱环节，发现乙烯裂解过程高能耗和高物耗的本质原因，指出乙烯裂解过程用能改进的方向，提出相应的用能优化策略和改进措施，发展及了完善现有的三环节能量系统分析与优化策略方法。研究结果有助于解决同时涉及能量转换和能量利用等多重功能的复杂工艺过程用能分析评价所面临的问题，对指导多能量功能复合环节的用能分析评价具有十分重要的理论与现实意义。 以国内某石化企业乙烯裂解装置作为研究对象，应用本论文提出的乙烯裂解过程能量系统分析方法和优化策略对乙烯裂解过程进行用能分析与改进，取得显著节能经济效益，表明所提出的乙烯裂解工艺用能分析方法和优化策略对乙烯裂解装置降低能耗、提高效益具有重要的现实意义，相关实际应用策略对相似工艺过程的节能改造有一定的参考价值。