由于石油重质化及劣质化趋势日益加剧且车用燃料的环保法规日益严苛,重油高效转化及清洁燃料生产成为炼油行业的关键课题之一。重油加氢处理技术由于产品收率高且质量好,已成为重油资源高效清洁转化的关键技术。硫化物的有效脱除是重油加氢的主要目的。重油中硫化物结构复杂,分子尺寸和组成结构差异导致其在催化剂孔道中的扩散和反应行为存在较大的差别,由此限制了重油硫化物分子加氢反应动力学行为的深入认识。因此,本论首先利用甲基化/脱甲基化法选择性地将委内瑞拉减压蜡油、减渣轻脱油和重脱油中的噻吩类、硫醚类和极性硫化物进行分离富集,并利用固定床加氢微反装置对这些硫化物富集组分进行了加氢脱硫反应动力学研究。结果显示,三个馏分的硫化物富集组分均遵循2级反应动力学规律,硫醚类和噻吩类组分的反应速率常数明显大于极性硫化物组分,馏分油的结果介于其富集组分之间。硫醚类和极性硫化物组分的内扩散有效因子明显大于噻吩类组分,且馏分油越重内扩散有效因子越小,表明扩散对反应的影响程度逐渐加剧。随着温度升高,三种馏分油及其富集组分的内扩散有效因子均逐渐降低,表明高温条件下扩散对反应的影响程度增加,导致催化剂的利用效率进一步降低。本论文随后利用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)结合正离子模式的电喷雾电离源(+ESI)对加氢前后的三种馏分油及其富集组分进行了分析表征,并根据相对丰度的变化得出如下分子转化规律:三种馏分油及其噻吩类和硫醚类组分中S2类、DBE<5的环硫醚类(S1类)和DBE>12的少取代基稠环噻吩类(S1类)硫化物较易脱除,DBE=6～12空间位阻大的多取代基六氢二苯并噻吩类、二苯并噻吩类、菲并噻吩类和苯并萘并噻吩类化合物较难脱硫。极性硫化物组分中N1S2、O1S1和O2S1类化合物易加氢脱硫转化为其他类型化合物,但由于富集了部分结构未知的多杂原子化合物,导致不同轻重馏分油与其极性硫化物组分的加氢转化规律不尽相同。