加拿大Alberta省Athabasca地区蕴含着丰富的油砂沥青(OilSandsBitumen)，AthabascaBitumen具有密度大、黏度高、硫氮及金属杂原子含量高、残炭值高等特点，其中60％以上的组分沸点高于524℃，加工难度比较大。　　为了更好开发利用AthabascaBitumen，本论文研究工作主要从Bitumen及其馏分的性质进行研究，对其减压渣油(VTB)进行超临界流体萃取分馏评价及深度溶剂脱沥青实验研究，提出油砂沥青的现场改质方案。主要研究内容如下：　　系统地对加拿大油砂沥青进行常减压蒸馏分离，研究油砂沥青馏分轻瓦斯油(VLGO-)、重瓦斯油(HVGO)和常压渣油(ATB)及其窄馏分的性质组成及加工利用性能，并采用色谱-质谱方法测定VLGO和HVGO窄馏分烃族组成和硫化物组成。结果表明VLGO的石脑油芳烃含量高，不是良好的裂解原料，其柴油馏分硫含量及芳烃含量较高，需要深度脱硫精制才能作为柴油馏分；HVGO高含硫和芳烃，需要加氢脱硫进一步轻质化。常压渣油(ATB)及减压渣油(VTB)表现出密度高，H/C原子比低，残炭值高，黏度大，硫氮含量高，镍低钒高的特点，其它金属如Al、Fe、Ca、K等含量也较高，属难以改质加工输运的重油。　　对AthabascaBitumen中难以轻质化的渣油VTB进行超临界流体深度萃取分馏评价，以研究其轻质化加工性能及方法。超临界萃取分馏可以对加拿大油砂沥青减渣获得深度精细分离，最大收率为66.7m％。获得了其窄馏分的性质、组成变化规律，分子量、残炭、金属含量随组分变重增加，在50％以后有突变点，黏度呈指数增加，饱和分降低，胶质增加，但不含沥青质，表明超临界流体萃取分离得到的油性质较原料明显变好，可脱除几乎全部沥青质、70％以上金属杂质和50％以上残炭前驱物，且可有效降低黏度。　　研究VTB的溶解度参数分布，以指导分离工艺条件的选择。建立了油砂沥青渣油萃取馏分的溶解度参数高压流体相平衡测定方法，采用高压无汞相平衡仪使油砂沥青-丙烷体系达到相平衡，得到轻相和重相平衡数据，应用正规溶液理论的活度系数公式计算得到溶解度参数，其参数值VTB的为14-16MPa1/2，渣油的为18.7MPa1/2，解决了渣油可溶分溶解度参数无法直接采用液液平衡确定的难题。考察了温度、溶剂比或压力变化对溶剂溶解度参数的影响，发现溶剂比使溶解度参数存在极大值的溶剂化效应，而温度升高，不利于溶质与溶剂的互溶。压力的影响主要体现在溶剂在两相中的分配比例上，对溶质在两相中的分配比例影响不大。修正了萃余残渣溶解度参数的溶解度参数测量方法，获得了萃余残渣的溶解度参数分布。并建立了馏分性质对渣油馏分溶解度参数的关联式，确定了反映溶剂化效应的最大溶解度参数表达式。结果对溶剂脱沥青过程改质工艺的设计有指导意义。　　对AthabascaVTB进行溶剂脱沥青实验，用连续式两段脱沥青装置进行深度溶剂脱沥青工艺条件的研究，讨论了溶剂比、萃取压力和萃取温度对脱沥青油收率以及性质的影响，研究了脱沥青油收率以及脱沥青油性质的关系，建立了萃取分馏与连续式溶剂脱沥青对应收率的性质关联，实现了用萃取分馏结果对脱沥青油收率性质的预测。　　对油砂沥青及其蒸馏馏分和超临界溶剂脱沥青油在较大的范围内进行了调和，并对调合油的粘温性进行了测定。油砂沥青与合成原油SCO及90～120℃石油醚调和油的黏度符合对数加和规律。可满足35℃下黏度低于350mm2/s原油直接管输的要求，SCO调和比为62m％，90～120℃石油醚调和比为28m％，但这个方案的轻馏分的调合量过大。蒸馏馏分以及脱沥青油的调合油可满足380燃料油黏度要求，可直接船运，在37℃以上满足黏度低于350mm2/s的要求，可通过伴热实现管输。　　针对目前加拿大油砂沥青改质方案液体产物收低，并产生大量难以应用的高硫焦等不足，提出深度溶剂脱沥青工艺方案，深度溶剂脱沥青质工艺方案较焦化-力口氢的合成油方案可多得油品7-10％，较Synbit方案的油品质好，脱沥青质油不含脱沥青质，金属杂质含量大幅度下降，萃余残渣作燃料且可以满足开发过程的燃料需求，具有很好的前景。