重质油的高效催化转化已成为当今炼油工业面临的重要挑战之一。在非均相催化反应过程中,重油在催化剂孔道内的扩散传质受到较为严重的阻力,限制了催化剂性能的有效发挥和重质油的高效转化。当前,研究者以重油、窄馏分或其中的模型化合物为研究对象,考察其在多孔膜孔或催化剂孔道中的扩散规律,并多将重油分子视为球形或类球形构建受阻扩散关联模型。由于重油是大量尺寸和结构各异的化合物组成的复杂混合物体系,这些受阻模型忽略了重油多分散性和分子构型的影响,难以获得重质油在孔道中扩散传质的准确结果。在石油及其馏分相关的扩散研究中,鲜有考虑分子构型对其影响的报道。基于此,本论文选取球状、盘状、棒状和柔性四种构型,包括富勒烯、卟啉类、多环芳烃、噻吩类在内的十种模型化合物,在常温下利用隔膜池法考察了它们在孔径为1000 nm、50 nm和15 nm三种孔径聚碳酸酯膜中的扩散行为,同时考察了甲苯和四氢萘两种粘度差距较大的溶剂对扩散规律的影响。结果发现,化合物分子尺寸和孔径大小是影响其在孔道中扩散的两个主要因素。对比同一孔径下各模型化合物的实验结果发现,扩散受阻程度同时受相对分子质量和分子构型的影响,构型不同的模型化合物在孔径减小时有效扩散系数减小程度存在差异。对于分子构型相近的化合物,扩散受阻程度随着相对分子质量的增大而增大。模型化合物特征尺寸的选择和确定是其在微孔中受阻扩散关联模型构建的前提。本论文应用隔膜池实验得到的自由扩散系数结合Stokes-Einstein方程计算出模型化合物的实验等球尺寸,并利用Gaussian构建的化合物最优结构得到其范德华等效球体尺寸、临界尺寸和最大分子尺寸。在此基础上,应用上述四种特征尺寸分别构建模型化合物的受阻扩散关联模型,发现隔膜池实验得到的实验等球尺寸得到的模型拟合效果最好。在三种模拟计算得到的尺寸中,最大分子尺寸在盘状分子受阻扩散模型的构建中效果较好,范德华等效球体尺寸在棒状分子的构建中效果较好。对比受阻扩散模型的结果显示,盘状分子为F（λ）=（1-λ）^4.63,棒状分子为F（λ）=（1-λ）^6.13,柔性大分子为F（λ）=（1-λ）^5.99,表明相同尺寸分子扩散受阻程度遵循如下顺序:棒状分子>柔性大分子>盘状分子>球状分子。由此可见,当化合物偏离球状越大,其在孔道中扩散受阻程度越大。对比渣油窄馏分中硫化物的扩散行为,发现其受阻程度略大于模型硫化物。此外,甲苯和四氢萘中模型化合物的实验结果显示,两种溶剂中模型化合物通过两种孔径膜孔（1000 nm和50 nm）的扩散系数差别较大,这主要是受粘度影响所致,但不同溶剂中化合物的受限扩散因子结果接近,表明溶剂对于受阻扩散的影响较小。