随着原油储量的减少以及价格的不断攀升,寻找其它可替代能源正在被世界各国的研究人员广泛的研究。油砂由沥青及其它固体杂质组成,由于含有可制备轻质油的沥青,油砂沥青引起了研究人员的注意。在国内外相关科研工作者研究的基础上,实验通过对沥青改性、优化球状颗粒制备条件制备了尺寸粒度可控的沥青球状颗粒并作为萃取动力学研究的对象。动力学研究阶段进行了检测平台组装、动力学测试实验、并使用计算机编程软件建模拟合、对萃取实验过程进行模拟。本文的主要研究内容如下:(1)制作沥青球并作为研究油砂的物理模型。通过控制实验条件、原料配比得到了制备沥青球的最优条件。实验发现沥青、萘以质量比10:1调制后软化点降至80.4oC,此温度下可以使用水浴加热作为实验的加热条件。在制备沥青球时实验通过恒温40 min、搅拌速率1200 rpm、程序降温等条件制备了表面光滑、粒径均匀的沥青球。经测量沥青球的均值粒径为1323μm。(2)在动力学测试阶段,采用了几种工业中常用的溶剂来萃取油砂沥青。在研究过程中分别采用拟一阶、拟二阶动力学方程对萃取过程进行模拟。根据拟合效果的好坏对方程进行改进得到了一种改进的模型方程。新的模型方程包含了传质面积对萃取速率的影响。实验发现石油醚、二氯甲烷体积比1:3比例的混合溶剂对沥青的溶解速率较快,传质系数约为5.492×10-2 m˙s-1。本文研究的目的是得出能够描述萃取动力学的模型方程并测算相关溶剂的传质系数,为油砂萃取反应器的设计提供数据参考。