乙烯工业是石油化工行业的重要支柱,乙烯生产水平是衡量一个国家石油化工发展的主要标志。由于我国的乙烯自给率低,在未来数十年来仍需进一步提高乙烯的产能。目前国内裂解原料重质化的趋势日益明显,为满足重质原料裂解工艺开发与操作优化的需求,迫切需要对其裂解过程的动力学行为进行深入研究,开发相应的模型。本文首先分析了裂解反应模型研究的现状,对集总模型的理论及其在裂化、裂解等领域的应用进行调研,总结了集总划分的准则;并通过与石脑油、轻柴油等常用裂解原料的比较,评价了加氢尾油的基本物性和裂解性能指标。其次,提出了加氢尾油热裂解九集总模型。针对其反应网络,建立了基于可测工业数据的数学模型,提高该集总模型的实用性。为简化动力学参数拟合,划分出多个子模型,并给出了子模型成立的前提条件。提出加氢尾油分层集总的思想,将分子模型引入集总模型中,在有限集总数目的基础上,提高模型的解析能力。再次,改进了模型参数的回归方法。分析残差不一致现象对模拟精度的影响后,对目标函数进行了优化,并推导了多参数拟合的含权联立Marquardt算法。通过一个五集总模型的算例,验证了算法中增加残差一致性权重的必要性。最后,针对乙烯裂解模拟优化系统(EPSOS)用于组成较重的直馏石脑油的裂解过程模拟中存在的问题,分析Kumar分子模型和软件本身的不足,对软件的原料表征、焓值计算和管道压力分布等功能进行了完善。