常规石油资源的日渐衰竭和能源需求的强劲促进了重油的开发和利用。重油的催化转化已成为各大石油公司面临的重要课题,此过程不可避免的会涉及到重油分子的扩散传质。当前,重油分子在孔道中的扩散研究主要应用隔膜池、吸附扩散和反应动力学三种实验方法,过程不仅费时费力,而且不同方法的结果存在争议。本论文针对传统实验手段的局限性,利用计算机模拟的方法,详细的研究了重油大分子模型化合物的扩散过程,并通过与隔膜池实验对比,以期获得对重油分子在孔道中扩散的深入认识。本论文主要进行了以下三方面的研究工作:选取四类结构不同的模型化合物分子,并对其进行构型优化与尺寸计算;应用四类模型化合物分子进行甲苯溶液中自由扩散的模拟计算;在此基础上,开展四类模型化合物甲苯溶液在3 nm孔道内受阻扩散的模拟计算。本论文针对多种大分子模型化合物进行尺寸计算,并对比扩散实验计算出的结果,发现等效球体尺寸的计算结果与隔膜池实验结果相一致。由此,对于构型不同的模型化合物,采用等效球体尺寸描述其在孔道中的扩散最为准确。本论文根据构型将模型化合物分成四类,分别进行扩散模拟研究,计算了各个类型分子的自由扩散系数,并根据不同的分子构型予以校正,校正后的结果与实验值误差小于10%,表明了分子模拟方法不仅适用于小分子的扩散模拟,对于大分子扩散系数的研究也具有一定可行性。本论文构建了孔道内分子受阻扩散模型,根据模型化合物在15 nm孔道与200nm孔道隔膜池扩散实验结果外推得到3 nm孔道内的有效扩散系数,并同3 nm孔道内化合物受阻扩散的模拟计算结果进行对比分析。结果显示,当催化剂孔道尺寸与分子尺寸相近时,分子尺寸越大,其扩散系数下降的越明显,受阻扩散越严重,并且不同类型化合物孔内受阻扩散的实验和模拟结果规律性基本一致,且数值相差不大。由此,本论文应用模拟计算的方法对大分子有机物在孔道中的扩散行为进行了探索性研究,并获得了化合物自由扩散系数和3 nm孔道中的有效扩散系数,为重油分子在微孔中受阻扩散的深入研究提供新的手段。