近年来我国国民经济持续快速增长，市场对石油化工原料、产品和车用燃料的需求量急剧增加，而国内原油资源相对不足，加工进口原油以增加能源供给保障油品需求势在必行。目前的进口原油硫、重金属等杂质含量较高，从现有的炼油技术水平看，加氢过程是处理含硫渣油最有效的方法，含硫渣油通过加氢脱除金属、硫、氮及残炭等杂质，使得处理过的渣油可较容易地利用催化裂化等二次加工工艺进行深加工，生产汽油、柴油等车用燃料。由于污染环境的硫、氮等杂质已在加氢环节中被极大地脱除，从而有效地减少了对环境的污染， 渣油是原油在一次加工后所剩余的最重部分，与轻质馏分油相比，其组成复杂，密度大、粘度高，平均分子量大、氢碳比低、残炭值高，含有大量的金属、硫、氮及胶质、沥青质等有害元素和非理想组分，加氢处理难度较大，在反应过程中易生焦。对其进行加氢处理，要求该过程系统具备加氢脱金属、加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱残炭及部分加氢转化等多种功能。目前，欲开发集上述功能于一体的单一品种催化剂，尚难以实现。 本文首先以固定床渣油加氢处理技术为研发核心，对固定床渣油加氢处理的基本化学反应过程进行了研究，根据研究结果可以认为，渣油固定床加氢处理过程是一个受扩散控制的非常复杂的化学反应过程，原料的性质以及工艺条件对渣油的加氢处理过程有着非常明显的影响。 其次，开展了固定床渣油加氢处理过程的催化剂体系研究，渣油的加氢处理过程所采用的催化剂体系是一个催化剂的级配装填系统。本文通过对渣油加氢处理催化剂的中试试验研究以及工业应用试验研究，深入探讨了FZC系列渣油加氢处理催化剂的性能以及特点，并提出了在渣油加氢处理采用固定床复合装填工艺，根据原料油的性质从保护剂、脱金属催化剂、脱金属脱硫催化剂、脱硫脱氮催化剂等四类催化剂中选择合适的催化剂体系的原则和方法。 研究结果表明，中国石化的固定床渣油加氢处理技术(业内称S-RHT技术)以及相应配套的FZC系列催化剂已经达到国际先进水平，能够为国内劣质渣油的加氢处理提供强有力的技术支撑。 最后，根据已经取得的试验结果结果建立了渣油加氢的反应动力学模型来描述渣油的加氢脱硫、加氢脱氮以及加氢脱残炭等反应，并采用该模型进行了模拟计算。根据反应动力学的计算结果将产品油的一些性质如密度、粘度、残炭等与脱金属率、脱硫率进行了相应的关联，得到了各自的表达式。采用这些模型可对渣油加氢处理过程进行模拟计算。按照原料油性质及对加氢生成油的要求确定合适的催化剂装填比例，然后优化工艺条件，预测催化剂运转周期。以伊朗常渣加氢处理的实例介绍了该模型的应用情况。上述模型对于渣油加氢处理催化剂的设计与开发有一定的指导作用。