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针对重质原油黏度高、密度大带来的船运不便问题,本论文采用热改质的办法对其加以处理。利用高压釜实验模拟渣油四种热反应工艺的方法,系统地考察了委内瑞拉合成原油和油砂沥青原油的减压渣油热改质效果,分析了反应条件对生成油性质的影响,揭示了氢气和供氢剂在热反应体系中的作用,并利用简化的渣油反应模型从动力学角度对试验现象加以解释,最后对各热反应工艺的生成油进行调合试验,根据油品船运输送要求筛选出合适的热改质条件。研究结果表明:在渣油的临氢减黏裂化、供氢减黏裂化和临氢供氢减黏裂化试验中,氢气和供氢剂分别参与到热反应过程中,降低了渣油的反应速率,提高了反应的表观活化能,降低了相同反应条件下的渣油转化率;氢气和供氢剂的加入,阻滞了沥青质和焦炭的生成,延长了过程的生焦诱导期,降低了焦炭的产率;与氢气的气液相氢转移行为相比,供氢剂与渣油同处液相体系,供氢效果更明显,同时供氢剂对渣油体系有溶剂稀释作用,降低了渣油的黏度和密度。渣油热改质试验中,反应时间达到生焦诱导期时对应的渣油转化率即为过程的最大转化率;420℃下,委内瑞拉减压渣油临氢供氢减黏裂化、供氢减黏裂化、临氢减黏裂化、减黏裂化试验的渣油最大转化率依次为42.60、40.55、37.78和34.34%,对应的生焦诱导期分别为16、14、11和9min,不同工艺类型的渣油最大转化率和生焦诱导期差别进一步揭示了氢气和供氢剂在热反应体系中的作用。两种渣油经筛选出的热反应工艺条件处理后调合,得到的改质油黏度和密度较原油有所降低,°API值大于12,50℃黏度小于380mm2/s,斑点试验等级均不超过二级,符合油品船运输送的基本要求;与合成原油相比,委内瑞拉改质油的硫含量显著降低,氮含量基本不变,沥青质含量稍有增大;相同反应条件下,临氢供氢减黏裂化试验得到的改质油硫含量降低最多,沥青质含量增长幅度最小。