本文在水密度0.10～0.30g/cm3和温度693K条件下实验研究了重质油/超临界水混合体系的相态结构以及重质油/聚乙烯在稠密超临界水中的共裂化。实验结果表明重质油/超临界水反应体系在剪切作用的介入下可在水/油两相和水包油乳液相态结构之间转化,在此过程中形成组分再分布和传质条件的差异。在水油两相结构中,水密度的增加促进了沥青质在油相中的缩合和生焦。在乳液结构中富集于油滴界面的沥青质所分解产生的芳烃自由基可及时扩散进入连续水相。将聚乙烯和重质油的共裂化至于稠密超临界水中,体系的相态结构成为液固两相和乳液相的综合。实验证实了聚乙烯和重质油的共裂化网络能够得到有效耦合,并且耦合度与聚乙烯的加入量和共裂化进程有直接的关联。在重质油热裂化的中前期,其特征反应生成的重芳烃自由基从聚烯烃裂化产物夺氢饱和,避免了通过脱烷基方式生成结焦活性物质。在反应后期,稠环化反应所涉及的自由基位点同样可以从聚乙烯裂化产物夺氢饱和从而抑制缩合趋势。重质油和聚烯烃热裂化网络的耦合有效抑制了重质油裂化过程的结焦,同时大幅提高了芳香分的收率。