针对高硫、高残炭、高沥青质、高重金属、高密度塔河原油现有加工工艺存在的问题,本论文研究了塔河原油常压闪蒸-异戊烷溶剂脱沥青组合工艺技术。论文首先对塔河原油常压蒸馏-延迟焦化组合工艺进行了考察,采用结构导向集总方法建立了塔河常压渣油的延迟焦化反应动力学模型,进行塔河常压渣油延迟焦化过程的分子模拟,分析诊断出常压蒸馏-延迟焦化工艺的主要技术问题是设备腐蚀严重,液体产物收率偏低,收率占进料原油约23%的劣质石油焦产品缺乏竞争力,不利于装置长周期平稳运行和石油资源的高效转化利用。接着,对塔河原油常压闪蒸过程进行了试验考察,绘制了塔河原油的实沸点蒸馏曲线、恩氏蒸馏曲线、平衡汽化曲线和常压闪蒸曲线。常压闪蒸的试验结果和换算的平衡汽化数据吻合。随着闪蒸温度的提高,塔河轻馏分油收率增加,H/C原子比降低,硫含量增加。在闪蒸温度为260℃时,轻馏分油收率为13.6%。塔河原油的腐蚀速率在温度低于260℃时较小；腐蚀现象加剧的温度区间为260℃到270℃。为了规避常压闪蒸过程中塔河原油对装置的腐蚀并获得较高收率的轻馏分油,常压闪蒸操作温度以不高于260℃较为适宜。此时,塔河原油中的C5馏分已完全拔出,不会对后续渣油溶剂脱沥青过程产生不利影响。同时,采用液固色谱法对塔河常压闪蒸渣油进行六组分(饱和分+轻芳烃、重芳烃、轻胶质、中胶质、重胶质和沥青质)分离,预测了塔河常压闪蒸渣油脱沥青油中杂质含量分布。其中沥青质和重芳烃中硫含量最高,分别达到4.47%和3.13%。塔河常压闪蒸渣油中86.97%的氮存在于胶质和沥青质中,81.37%的Ni和79.42%的V存在于沥青质中。随着组分变重,六组分的氢碳原子比H/C和芳香环系缩合度参数]HAU/CA逐渐减小,总碳数CT、芳香碳数CA、环烷碳数CN、总环数RT、芳香环数RA、环烷环数RN和芳碳率fA逐渐增大。饱和碳数Cs和烷基碳数CP在重芳烃中最低。进而,通过高温高压相平衡实验仪测定绘制了塔河常压闪蒸渣油-正戊烷体系和塔河常压闪蒸渣油-异戊烷体系在140℃-185℃、溶剂比为4.0、5.0、6.0条件下的相图。当温度一定时,塔河常压闪蒸渣油-溶剂体系随压力下降的相变过程为：从均一液相(L),到液-液两相(L-L),到液-液-气三相(L-L-G),到液-气两相(L-G)。操作温度升高,体系的分相压力也随之升高。液-液两相区是亚临界溶剂脱沥青过程的可行操作温度、压力范围。塔河常压闪蒸渣油-异戊烷体系的分相压力和泡点压力均比塔河常压闪蒸渣油-正戊烷体系略高。随着溶剂比的增加,塔河常压闪蒸渣油-异戊烷体系的分相压力升高,而泡点压力变化不大,溶剂脱沥青过程允许的操作压力变化范围扩大。相平衡研究揭示了塔河常压闪蒸渣油-戊烷体系的相行为特征。在此基础上,以塔河常压闪蒸渣油为原料,在连续溶剂脱沥青中试装置上考察了戊烷溶剂组成、抽提温度、溶剂比等操作条件对溶剂脱沥青过程的影响。塔河常压闪蒸渣油溶剂脱沥青过程优化的工艺条件为：以异戊烷为溶剂,抽提塔温度175℃、压力3.7MPa、溶剂比5.0。在此条件下,脱沥青油收率为75.2%,金属(Ni+V)含量和残炭分别为24.87gg/g和4.15%,主要指标符合重油催化裂化装置进料的要求。随着抽提温度降低和溶剂比增大,脱沥青油收率提高,但是性质变差。论文还以分子量为特征性质,建立了塔河常压闪蒸渣油异戊烷溶剂脱沥青过程的连续热力学模型,可以预测溶剂脱沥青过程操作条件对脱沥青油和脱油沥青分子量分布和收率的影响,与试验数据比较,绝对误差小于4%；脱油沥青利用研究表明,固体残渣DOA可开发为附加值较高的沥青改进剂和沥青混合料添加剂。论文的研究结果表明,新组合工艺总液体收率为78.6%,比塔河原油常压蒸馏-延迟焦化组合工艺的总液体收率提高了9.9个百分点,脱沥青油符合重油催化裂化装置的进料要求；同时规避了装置严重腐蚀问题,还避免了劣质石油焦的生成,有利于石油资源的高效转化利用：论文的研究结果丰富了溶剂脱沥青应用基础理论。论文对塔河原油常压闪蒸-异戊烷溶剂脱沥青组合工艺的经济性进行的估算表明,研发的新组合工艺可使以塔河原油为代表的劣质稠油加工利用产生更好的经济效益和社会效益。